ცოცხალ უჯრედში ინფორმაციის ნაკადი ბირთვსა და ციტოპლაზმას შორის არასოდეს შრება, მაგრამ მისი ყველა „მოხვევის“ გაგება და მასში კოდირებული ინფორმაციის გაშიფვრა ნამდვილად ტიტანური ამოცანაა. გასული საუკუნის ბიოლოგიის ერთ-ერთ ყველაზე მნიშვნელოვან მიღწევად შეიძლება ჩაითვალოს ინფორმაციის (ან შაბლონის) რნმ-ის მოლეკულების (mRNA ან mRNA) აღმოჩენა, რომლებიც ემსახურებიან როგორც შუამავლებს, რომლებიც ატარებენ საინფორმაციო „შეტყობინებებს“ ბირთვიდან (ქრომოსომებიდან) ბირთვამდე. ციტოპლაზმა. რნმ-ის გადამწყვეტი როლი ცილების სინთეზში ნაწინასწარმეტყველები იყო ჯერ კიდევ 1939 წელს ტორბიორნ კასპერსონის ნაშრომში. ტორბიორნ კასპერსონი), ჟან ბრაშე ( ჟან ბრაშე) და ჯეკ შულცი ( ჯეკ შულცი), და 1971 წელს ჯორჯ მარბეისის მიერ ( ჯორჯ მარბაიქსი) გამოიწვია ჰემოგლობინის სინთეზი ბაყაყის კვერცხუჯრედებში პირველი იზოლირებული კურდღლის მესინჯერის რნმ-ის ინექციით, რომელიც აკოდირებს ამ ცილას.
1956-1957 წლებში საბჭოთა კავშირში ა.ნ.ბელოზერსკიმ და ა.ს.სპირინმა დამოუკიდებლად დაამტკიცეს mRNA-ს არსებობა და ასევე გაარკვიეს, რომ უჯრედში რნმ-ის ძირითადი ნაწილი არავითარ შემთხვევაში არ არის მატრიქსი, მაგრამ რიბოსომური რნმ(rRNA). რიბოსომული რნმ - უჯრედული რნმ-ის მეორე "მთავარი" ტიპი - ქმნის რიბოზომების "ჩონჩხს" და ფუნქციურ ცენტრს ყველა ორგანიზმში; ეს არის rRNA (და არა ცილები), რომელიც არეგულირებს ცილის სინთეზის ძირითად ეტაპებს. ამავდროულად, აღწერილი და შესწავლილი იქნა რნმ-ის მესამე „მთავარი“ ტიპი - გადაცემის რნმ (tRNA), რომელიც დანარჩენ ორთან - mRNA და rRNA-სთან ერთად ქმნიან ერთიან პროტეინის სინთეზირებელ კომპლექსს. "რნმ-ის სამყაროს" საკმაოდ პოპულარული ჰიპოთეზის მიხედვით, სწორედ ეს ნუკლეინის მჟავა იყო დედამიწაზე სიცოცხლის სათავეში.
გამომდინარე იქიდან, რომ რნმ ბევრად უფრო ჰიდროფილურია დნმ-თან შედარებით (დეზოქსირიბოზის რიბოზათ ჩანაცვლების გამო), ის უფრო ლაბილურია და შეუძლია უჯრედში შედარებით თავისუფლად გადაადგილება და, შესაბამისად, გენეტიკური ინფორმაციის (mRNA) ხანმოკლე ასლების მიწოდება. ცილის სინთეზის ადგილზე. ამასთან, აღსანიშნავია ამასთან დაკავშირებული „უხერხულობა“ - რნმ ძალიან არასტაბილურია. ის დნმ-ზე ბევრად უარესად ინახება (უჯრედის შიგნითაც კი) და იშლება პირობების ოდნავი ცვლილებისას (ტემპერატურა, pH). გარდა „საკუთარი“ არასტაბილურობისა, დიდი წვლილი მიუძღვის რიბონუკლეაზებს (ან RNases) - რნმ-გამწყვეტი ფერმენტების კლასს, ძალიან სტაბილური და „ყოველთვის გავრცელებული“ - ექსპერიმენტატორის ხელების კანიც კი შეიცავს ამ ფერმენტების საკმარის რაოდენობას გადაკვეთისთვის. მთელი ექსპერიმენტი. ამის გამო, რნმ-თან მუშაობა ბევრად უფრო რთულია, ვიდრე ცილებთან ან დნმ-თან - ეს უკანასკნელი, როგორც წესი, შეიძლება ინახებოდეს ასობით ათასი წლის განმავლობაში მცირე ან ყოველგვარი დაზიანებით.
ფანტასტიკური სიზუსტე მუშაობის დროს, ტრიდისსტილატი, სტერილური ხელთათმანები, ერთჯერადი ლაბორატორიული მინის ჭურჭელი - ეს ყველაფერი აუცილებელია რნმ-ის დეგრადაციის თავიდან ასაცილებლად, მაგრამ ასეთი სტანდარტების დაცვა ყოველთვის არ იყო შესაძლებელი. ამიტომ, დიდი ხნის განმავლობაში, რნმ-ის მოკლე „ფრაგმენტები“, რომლებიც აუცილებლად აბინძურებდნენ ხსნარებს, უბრალოდ იგნორირებული იყო. თუმცა, დროთა განმავლობაში, გაირკვა, რომ სამუშაო ადგილის სტერილურობის შესანარჩუნებლად ყველა მცდელობის მიუხედავად, "ნამსხვრევები" ბუნებრივად აგრძელებდა აღმოჩენას, შემდეგ კი გაირკვა, რომ ციტოპლაზმაში ყოველთვის არის ათასობით მოკლე ორჯაჭვიანი რნმ. რომლებიც საკმაოდ სპეციფიკურ ფუნქციებს ასრულებენ და აბსოლუტურად აუცილებელია ნორმალური განვითარებისთვის.უჯრედები და ორგანიზმები.
რნმ ჩარევის პრინციპი
ფარმაცევტები ასევე დაინტერესდნენ siRNA-ს გამოყენების შესაძლებლობით, რადგან ცალკეული გენების მუშაობის რეგულირების უნარი ჰპირდება გაუგონარ პერსპექტივებს მრავალი დაავადების მკურნალობაში. მცირე ზომა და მოქმედების მაღალი სპეციფიკა გვპირდება siRNA-ზე დაფუძნებული პრეპარატების მაღალ ეფექტურობას და დაბალ ტოქსიკურობას; თუმცა პრობლემის გადაჭრა მიწოდებასხეულის დაავადებული უჯრედებისთვის siRNA-მ ჯერ ვერ მიაღწია წარმატებას - ამის მიზეზი ამ მოლეკულების სისუსტე და სისუსტეა. და მიუხედავად იმისა, რომ ახლა ათობით გუნდი ცდილობს იპოვნოს გზა ამ "ჯადოსნური ტყვიების" ზუსტად სამიზნეზე (დაავადებული ორგანოების შიგნით), მათ ჯერ კიდევ ვერ მიაღწიეს თვალსაჩინო წარმატებას. გარდა ამისა, არის სხვა სირთულეებიც. მაგალითად, ანტივირუსული თერაპიის შემთხვევაში, siRNA მოქმედების მაღალი სელექციურობა შეიძლება იყოს საზიანო - ვინაიდან ვირუსები სწრაფად მუტაციას განიცდიან, მოდიფიცირებული შტამი ძალიან სწრაფად დაკარგავს მგრძნობელობას თერაპიის დასაწყისში შერჩეული siRNA-ს მიმართ: ცნობილია, რომ მხოლოდ ერთის ჩანაცვლება ნუკლეოტიდი siRNA-ში იწვევს ინტერფერენციის ეფექტის მნიშვნელოვან შემცირებას.
ამ ეტაპზე, კიდევ ერთხელ უნდა გავიხსენოთ - აღმოჩენილია siRNAs მხოლოდ მცენარეებში, უხერხემლოებში და ერთუჯრედიანებში; მიუხედავად იმისა, რომ რნმ-ის ინტერფერენციისთვის პროტეინების ჰომოლოგები (Dicer, RISC კომპლექსი) ასევე გვხვდება მაღალ ცხოველებში, siRNAs არ იქნა გამოვლენილი ჩვეულებრივი მეთოდებით. რა გასაკვირი იყო, როცა ხელოვნურად შემოიტანესსინთეზური siRNA ანალოგები ქმნიდნენ ძლიერ სპეციფიკურ დოზადამოკიდებულ ეფექტს ძუძუმწოვრების უჯრედულ კულტურებში! ეს იმას ნიშნავდა, რომ ხერხემლიანთა უჯრედებში რნმ-ის ჩარევა არ შეიცვალა უფრო რთული იმუნური სისტემებით, არამედ ვითარდებოდა ორგანიზმებთან ერთად და გადაიქცა რაღაც უფრო „განვითარებულად“. შესაბამისად, ძუძუმწოვრებში საჭირო იყო არა siRNA-ების ზუსტი ანალოგების, არამედ მათი ევოლუციური მემკვიდრეების ძებნა.
მოთამაშე #2 - miRNA
მართლაც, რნმ-ის ჩარევის ევოლუციურად საკმაოდ უძველესი მექანიზმის საფუძველზე, უფრო განვითარებულმა ორგანიზმებმა შეიმუშავეს გენების მუშაობის კონტროლის ორი სპეციალიზებული სისტემა, თითოეული იყენებს მცირე რნმ-ების საკუთარ ჯგუფს - miRNA(მიკრორნმ) და piRNA(piRNA, Piwi-ინტერაქციული რნმ). ორივე სისტემა გამოჩნდა ღრუბლებში და კოელენტერატებში და განვითარდა მათთან ერთად, ჩაანაცვლა siRNA და "შიშველი" რნმ ჩარევის მექანიზმი. მათი როლი იმუნიტეტის უზრუნველყოფაში მცირდება, ვინაიდან ამ ფუნქციას იკავებს უჯრედული იმუნიტეტის უფრო მოწინავე მექანიზმები, კერძოდ, ინტერფერონის სისტემა. თუმცა, ეს სისტემა იმდენად მგრძნობიარეა, რომ ის ასევე მუშაობს თავად siRNA-ზე: ძუძუმწოვრების უჯრედში მცირე ორჯაჭვიანი რნმ-ების გამოჩენა იწვევს "განგაშის სიგნალს" (ააქტიურებს ინტერფერონის სეკრეციას და იწვევს ინტერფერონზე დამოკიდებული გენების გამოხატვას, რაც მთლიანად ბლოკავს თარგმანის ყველა პროცესს). ამასთან დაკავშირებით, მაღალ ცხოველებში რნმ-ის ჩარევის მექანიზმი ძირითადად განპირობებულია მიკრორნმ-ით და პირნმ-ით, სპეციფიკური სტრუქტურის მქონე ერთჯაჭვიანი მოლეკულებით, რომლებიც არ არის გამოვლენილი ინტერფერონის სისტემის მიერ.
რაც უფრო რთული გახდა გენომი, miRNAs და piRNAs სულ უფრო მეტად მონაწილეობდნენ ტრანსკრიფციისა და ტრანსლაციის რეგულირებაში. დროთა განმავლობაში ისინი განვითარდნენ გენომის რეგულირების დამატებით, ზუსტ და დახვეწილ სისტემაში. siRNA-სგან განსხვავებით, miRNA-ები და piRNAs (აღმოჩენილი 2001 წელს, იხ. ჩანართი 3) არ წარმოიქმნება უცხო ორჯაჭვიანი რნმ-ის მოლეკულებისგან, მაგრამ თავდაპირველად დაშიფრულია მასპინძლის გენომში.
გაიცანით მიკრორნმ
მიკრორნმ-ის წინამორბედი ტრანსკრიბირებულია გენომიური დნმ-ის ორივე ჯაჭვიდან რნმ პოლიმერაზა II-ით, რის შედეგადაც მიიღება შუალედური ფორმა, პრი-მირნმ, რომელიც ატარებს ჩვეულებრივი mRNA-ს - m 7 G-cap და polyA კუდის მახასიათებლებს. ეს წინამორბედი ქმნის მარყუჟს ორი ერთჯაჭვიანი „კუდით“ და რამდენიმე დაუწყვილებელი ნუკლეოტიდით ცენტრში (ნახ. 3). ასეთი მარყუჟი გადის ორეტაპიან დამუშავებას (ნახ. 4): ჯერ დროშას ენდონუკლეაზა ჭრის თმის სამაგრიდან ერთჯაჭვიან რნმ-ის „კუდებს“, რის შემდეგაც მოჭრილი თმის სამაგრი (პრე-მიკრორნმ) ექსპორტირებულია ციტოპლაზმაში, სადაც იგი აღიარებულია Dicer-ის მიერ, რომელიც აკეთებს კიდევ ორ ჭრილს (ამოჭრილია ორჯაჭვიანი მხარე). ამ ფორმით, მომწიფებული miRNA, ისევე როგორც siRNA, შედის RISC კომპლექსში.
სურათი 3. ორჯაჭვიანი მიკრორნმ-ის წინამორბედის მოლეკულის სტრუქტურა.ძირითადი მახასიათებლები: შენარჩუნებული თანმიმდევრობების არსებობა, რომლებიც ქმნიან თმის სამაგრს; დამატებითი ასლის (მიკრორნმ*) არსებობა ორი "დამატებითი" ნუკლეოტიდით 3' ბოლოზე; სპეციფიკური თანმიმდევრობა (2-8 bp), რომელიც ქმნის ენდონუკლეაზების ამოცნობის ადგილს. თავად miRNA ხაზგასმულია წითლად - სწორედ ამას წყვეტს Dicer.
მრავალი მიკრორნმ-ის მოქმედების მექანიზმი მსგავსია siRNA-ების: მოკლე (21-25 ნუკლეოტიდი) ერთჯაჭვიანი რნმ RISC პროტეინის კომპლექსში მაღალი სპეციფიურობით აკავშირებს დამატებით ადგილს სამიზნე mRNA 3'-გაუთარგმნელ რეგიონში. . შეკავშირება იწვევს mRNA-ს გაყოფას აგოს პროტეინის მიერ. თუმცა, მიკრორნმ-ების აქტივობა (siRNA-სთან შედარებით) უკვე უფრო დიფერენცირებულია - თუ კომპლემენტარულობა არ არის აბსოლუტური, სამიზნე mRNA შეიძლება არ დაიშალა, არამედ მხოლოდ შექცევადად დაიბლოკოს (არ იქნება ტრანსლაცია). იგივე RISC კომპლექსი ასევე შეიძლება გამოიყენოს ხელოვნურად შემოიტანეს siRNA. ეს განმარტავს, თუ რატომ არის პროტოზოების ანალოგიით დამზადებული siRNAs აქტიური ძუძუმწოვრებშიც.
ამრიგად, ჩვენ შეგვიძლია დავასრულოთ რნმ-ის ჩარევის მოქმედების მექანიზმის ილუსტრაცია უფრო მაღალ (ორმხრივ სიმეტრიულ) ორგანიზმებში მიკრორნმ-ების და ბიოტექნოლოგიურად დანერგილი siRNA-ების მოქმედების სქემის ერთ ფიგურაში გაერთიანებით (ნახ. 5).
სურათი 5. ხელოვნური miRNAs და siRNAs მოქმედების განზოგადებული სქემა(ხელოვნური siRNA შეჰყავთ უჯრედში სპეციალიზებული პლაზმიდების გამოყენებით - მიზნობრივი siRNA ვექტორი).
miRNA-ს ფუნქციები
miRNA-ების ფიზიოლოგიური ფუნქციები უკიდურესად მრავალფეროვანია; სინამდვილეში, ისინი მოქმედებენ როგორც ონტოგენეზის მთავარი არაცილოვანი რეგულატორები. miRNA-ები არ ანადგურებენ, მაგრამ ავსებენ გენის რეგულირების „კლასიკურ“ სქემას (ინდუქტორები, სუპრესორები, ქრომატინის დატკეპნა და ა.შ.). გარდა ამისა, თავად მიკრორნმ-ების სინთეზი რეგულირდება კომპლექსურად (მიკრორნმ-ების გარკვეული აუზი შეიძლება ჩართული იყოს ინტერფერონებით, ინტერლეუკინებით, სიმსივნის ნეკროზის ფაქტორი α (TNF-α) და მრავალი სხვა ციტოკინით). შედეგად წარმოიქმნება ათასობით გენის „ორკესტრის“ შექმნის მრავალდონიანი ქსელი, რომელიც საოცარია თავისი სირთულითა და მოქნილობით, მაგრამ საქმე ამით არ მთავრდება.
miRNA-ები უფრო "უნივერსალურია", ვიდრე siRNA: "პარატის" გენები არ უნდა იყოს 100%-ით დამატებითი - რეგულაცია ასევე ხორციელდება ნაწილობრივი ურთიერთქმედებით. დღეს მოლეკულურ ბიოლოგიაში ერთ-ერთი ყველაზე აქტუალური თემაა მიკრორნმ-ების ძიება, რომლებიც მოქმედებენ როგორც ცნობილი ფიზიოლოგიური პროცესების ალტერნატიული რეგულატორები. მაგალითად, უკვე აღწერილია miRNA-ები, რომლებიც მონაწილეობენ მცენარეებში უჯრედული ციკლის და აპოპტოზის რეგულაციაში, დროზოფილასა და ნემატოდებში; ადამიანებში, miRNA არეგულირებს იმუნურ სისტემას და ჰემატოპოეტური ღეროვანი უჯრედების განვითარებას. ბიოჩიპებზე დაფუძნებული ტექნოლოგიების გამოყენებამ აჩვენა, რომ მცირე რნმ-ების მთელი აუზი ჩართულია და გამორთულია უჯრედის სიცოცხლის სხვადასხვა ეტაპზე. ბიოლოგიური პროცესებისთვის გამოვლენილია ათობით სპეციფიკური მიკრორნმ, რომელთა გამოხატვის დონე გარკვეულ პირობებში ათასჯერ იცვლება, რაც ხაზს უსვამს ამ პროცესების განსაკუთრებულ კონტროლირებას.
ბოლო დრომდე ითვლებოდა, რომ მიკრორნმ მხოლოდ თრგუნავს - მთლიანად ან ნაწილობრივ - გენების მუშაობას. თუმცა, ახლახან გაირკვა, რომ miRNA-ების მოქმედება შეიძლება რადიკალურად განსხვავდებოდეს უჯრედის მდგომარეობიდან გამომდინარე! აქტიურად გამყოფ უჯრედში, miRNA უკავშირდება დამატებით მიმდევრობას mRNA-ს 3'-ადგილში და აფერხებს ცილის სინთეზს (თარგმანი). თუმცა, დასვენების ან სტრესის მდგომარეობაში (მაგალითად, ცუდ გარემოზე ზრდისას), იგივე მოვლენა იწვევს საპირისპირო ეფექტს - სამიზნე ცილის სინთეზის ზრდას!
miRNA-ს ევოლუცია
მიკრორნმ-ის ჯიშების რაოდენობა უმაღლეს ორგანიზმებში ჯერ კიდევ არ არის სრულად დადგენილი - ზოგიერთი მონაცემებით, იგი აღემატება ცილის კოდირების გენების რაოდენობის 1%-ს (ადამიანებში, მაგალითად, საუბრობენ 700 მიკრორნმ-ზე და ეს რიცხვი მუდმივად არის. იზრდება). მიკრორნმ არეგულირებს ყველა გენის დაახლოებით 30%-ის აქტივობას (ბევრი მათგანის სამიზნე ჯერ კიდევ უცნობია), და არსებობს როგორც ყველგან გავრცელებული, ასევე ქსოვილისთვის სპეციფიკური მოლეკულები - მაგალითად, მიკრორნმ-ების ერთი ასეთი მნიშვნელოვანი აუზი არეგულირებს სისხლის ღეროვანი უჯრედების მომწიფებას. .
ფართო გამოხატვის პროფილი სხვადასხვა ორგანიზმის სხვადასხვა ქსოვილში და miRNA-ების ბიოლოგიური სიმრავლე მიუთითებს ევოლუციურად უძველეს წარმოშობაზე. პირველად, miRNAs აღმოაჩინეს ნემატოდებში და დიდი ხნის განმავლობაში ითვლებოდა, რომ ეს მოლეკულები მხოლოდ ღრუბლებში და კოელენტერატებში ჩნდება; თუმცა, მოგვიანებით ისინი ასევე აღმოაჩინეს უჯრედულ წყალმცენარეებში. საინტერესოა, რომ რაც უფრო რთული ხდება ორგანიზმები, ასევე იზრდება მიკრორნმ-ის აუზის რაოდენობა და ჰეტეროგენულობა. ეს ირიბად მიუთითებს იმაზე, რომ ამ ორგანიზმების სირთულე უზრუნველყოფილია, კერძოდ, miRNA-ების ფუნქციონირებით. miRNA-ს შესაძლო ევოლუცია ნაჩვენებია სურათზე 6.
სურათი 6. miRNA-ების მრავალფეროვნება სხვადასხვა ორგანიზმებში.რაც უფრო მაღალია ორგანიზმის ორგანიზაცია, მით მეტია მასში მირნმ-ები (რაოდენობა ფრჩხილებში). სახეობები აღინიშნება წითლად, რომელშიც მარტოხელა miRNA.
მკაფიო ევოლუციური ურთიერთობა შეიძლება ჩამოყალიბდეს siRNA-სა და microRNA-ს შორის შემდეგ ფაქტებზე დაყრდნობით:
- ორივე სახეობის მოქმედება ურთიერთშემცვლელია და შუამავლებულია ჰომოლოგიური პროტეინებით;
- ძუძუმწოვრების უჯრედებში შეყვანილი siRNA-ები სპეციალურად „გამორთავს“ საჭირო გენებს (ინტერფერონის დაცვის გარკვეული გააქტიურების მიუხედავად);
- miRNAs გვხვდება უფრო და უფრო უძველეს ორგანიზმებში.
ეს და სხვა მონაცემები მიუთითებს ორივე სისტემის წარმოშობას საერთო „წინაპრიდან“. საინტერესოა ისიც, რომ "რნმ" იმუნიტეტი, როგორც ცილოვანი ანტისხეულების დამოუკიდებელი წინამორბედი, ადასტურებს რნმ-ზე დაფუძნებული სიცოცხლის პირველი ფორმების წარმოშობის თეორიას და არა ცილებზე (შეგახსენებთ, რომ ეს არის აკადემიკოს A. S. Spirin-ის საყვარელი თეორია).
რაც უფრო შორს არის, მით უფრო დამაბნეველი. მოთამაშე #3 - piRNA
მაშინ, როცა მოლეკულური ბიოლოგიის ასპარეზზე მხოლოდ ორი „მოთამაშე“ იყო - siRNA და მიკრორნმ - რნმ-ის ჩარევის მთავარი „დანიშნულება“ სრულიად ნათელი ჩანდა. მართლაც: ჰომოლოგიური მოკლე რნმ-ების და ცილების ნაკრები სხვადასხვა ორგანიზმში ახორციელებს მსგავს მოქმედებებს; რაც უფრო რთული ხდება ორგანიზმები, მით უფრო რთულდება მათი ფუნქციონირება.
თუმცა, ევოლუციის პროცესში ბუნებამ შექმნა სხვა, ევოლუციურად უახლესი და უაღრესად სპეციალიზებული სისტემა, რომელიც ეფუძნება რნმ-ის ჩარევის იმავე წარმატებულ პრინციპს. ჩვენ ვსაუბრობთ piRNA-ზე (piRNA, საწყისი პივის ურთიერთქმედების რნმ).
რაც უფრო რთულია გენომი, მით უფრო განვითარებული და ადაპტირებულია ორგანიზმი (ან პირიქით? ;-). თუმცა, გენომის სირთულის ზრდას აქვს უარყოფითი მხარე: რთული გენეტიკური სისტემა ხდება არასტაბილური. ეს იწვევს გენომის მთლიანობის შენარჩუნებაზე პასუხისმგებელი მექანიზმების საჭიროებას – წინააღმდეგ შემთხვევაში დნმ-ის სპონტანური „შერევა“ უბრალოდ გამორთავს მას. მობილური გენეტიკური ელემენტები ( შპ) - გენომის არასტაბილურობის ერთ-ერთი მთავარი ფაქტორი - არის მოკლე არასტაბილური რეგიონები, რომლებიც შეიძლება ავტონომიურად გადაიწეროს და გადაადგილდეს გენომის მეშვეობით. ასეთი ტრანსპოტენციური ელემენტების გააქტიურება იწვევს ქრომოსომებში დნმ-ის მრავალჯერადი რღვევას, რაც სავსეა ლეტალური შედეგებით.
გენომის ზომასთან ერთად MGE-ების რაოდენობა არაწრფივად იზრდება და მათი აქტივობა უნდა იყოს კონტროლირებადი. ამისათვის ცხოველები, უკვე დაწყებული კოელენტერატებით, იყენებენ რნმ-ის ჩარევის იგივე ფენომენს. ამ ფუნქციას ასრულებენ აგრეთვე მოკლე რნმ-ები, თუმცა არა ის, რაც უკვე განხილულია, არამედ მათი მესამე ტიპი, პირნმ.
piRNA-ს "პორტრეტი".
piRNA ფუნქციები
პირნმ-ის მთავარი ფუნქციაა MGE-ს აქტივობის ჩახშობა ტრანსკრიფციისა და ტრანსლაციის დონეზე. ითვლება, რომ პირნმ აქტიურია მხოლოდ ემბრიოგენეზის დროს, როდესაც გენომის არაპროგნოზირებადი არევა განსაკუთრებით საშიშია და შეიძლება გამოიწვიოს ემბრიონის სიკვდილი. ეს ლოგიკურია - როდესაც იმუნური სისტემა ჯერ არ მუშაობდა, ემბრიონის უჯრედებს სჭირდებათ მარტივი, მაგრამ ეფექტური დაცვა. გარე პათოგენებისგან ემბრიონს საიმედოდ იცავს პლაცენტა (ან კვერცხის ნაჭუჭი). მაგრამ ამის გარდა, ასევე საჭიროა დაცვა ენდოგენური (შიდა) ვირუსებისგან, უპირველეს ყოვლისა, MGE.
პირნმ-ის ეს როლი დადასტურებულია გამოცდილებით - Ago3, Piwi ან Aub გენების "ნოკაუტი" ან მუტაციები იწვევს განვითარების სერიოზულ დარღვევებს (და ასეთი ორგანიზმის გენომში მუტაციების რაოდენობის მკვეთრ ზრდას) და ასევე იწვევს. უნაყოფობა ჩანასახოვანი უჯრედების განვითარების დარღვევის გამო.
პირნმ-ის განაწილება და ევოლუცია
პირველი პირნმ-ები უკვე გვხვდება ზღვის ანემონებსა და ღრუბლებში. მცენარეები, როგორც ჩანს, სხვა გზით წავიდნენ - მათში Piwi პროტეინები არ იქნა ნაპოვნი და ტრანსპოზონებისთვის "მუწუკის" როლს ასრულებს Ago4 ენდონუკლეაზა და siRNA.
მაღალ ცხოველებში, მათ შორის ადამიანებში, piRNA სისტემა ძალიან კარგად არის განვითარებული, მაგრამ მისი აღმოჩენა მხოლოდ ემბრიონის უჯრედებში და ამნიონურ ენდოთელიუმშია შესაძლებელი. რატომ არის piRNA-ს განაწილება სხეულში ასე შეზღუდული, გასარკვევია. შეიძლება ვივარაუდოთ, რომ ნებისმიერი ძლიერი იარაღის მსგავსად, piRNA სასარგებლოა მხოლოდ ძალიან სპეციფიკურ პირობებში (ნაყოფის განვითარების დროს), ხოლო ზრდასრულ ორგანიზმში მათი აქტივობა უფრო მეტ ზიანს აყენებს, ვიდრე სიკეთეს. მიუხედავად ამისა, პირნმ-ების რიცხვი სიდიდის რიგითობით აღემატება ცნობილ ცილების რაოდენობას და პირნმ-ების არასპეციფიკური ეფექტების პროგნოზირება მომწიფებულ უჯრედებში რთულია.
| siRNA | miRNA | piRNA | |
|---|---|---|---|
| გავრცელება | მცენარეები, დროზოფილა, C.elegans. ხერხემლიანებში არ გვხვდება | ევკარიოტები | ცხოველების ემბრიონული უჯრედები (დაწყებული კოელენტერატებით). პროტოზოებში და მცენარეებში არა |
| სიგრძე | 21-22 ნუკლეოტიდი | 19-25 ნუკლეოტიდი | 24-30 ნუკლეოტიდი |
| სტრუქტურა | ორჯაჭვიანი, 19 დამატებითი ნუკლეოტიდი და ორი დაუწყვილებელი ნუკლეოტიდი 3' ბოლოზე | ერთსაფეხურიანი რთული სტრუქტურა | ერთჯაჭვიანი რთული სტრუქტურა. U 5'-ბოლოზე, 2'- ო-მეთილირებული 3' ბოლო |
| დამუშავება | Dicer-დამოკიდებული | Dicer-დამოკიდებული | Dicer-დამოუკიდებელი |
| ენდონუკლეაზები | წინ 2 | Ago1, Ago2 | Ago3, Piwi, Aub |
| აქტივობა | დამატებითი mRNA-ების დეგრადაცია, გენომიური დნმ-ის აცეტილაცია | სამიზნე mRNA თარგმანის დეგრადაცია ან დათრგუნვა | MGE-ს მაკოდირებელი mRNA-ს დეგრადაცია, MGE ტრანსკრიფციის რეგულირება |
| ბიოლოგიური როლი | ანტივირუსული იმუნური დაცვა, საკუთარი გენების აქტივობის ჩახშობა | გენის აქტივობის რეგულირება | MGE აქტივობის დათრგუნვა ემბრიოგენეზის დროს |
დასკვნა
დასასრულს, მსურს მოგცეთ ცხრილი, რომელიც ასახავს რნმ-ის ინტერფერენციაში ჩართული ცილოვანი აპარატის ევოლუციას (ნახ. 9). ჩანს, რომ პროტოზოებს აქვთ ყველაზე განვითარებული siRNA სისტემა (პროტეინის ოჯახები Ago, Dicer) და ორგანიზმების გართულებასთან ერთად, აქცენტი გადადის უფრო სპეციალიზებულ სისტემებზე - ცილის იზოფორმების რაოდენობა მიკრორნმ-სთვის (დროშა, ფაშა) და პირნმ-ისთვის ( Piwi, Hen1) იზრდება. ამავდროულად, მცირდება ფერმენტების მრავალფეროვნება, რომლებიც შუამავლობენ siRNA-ს მოქმედებას.
სურათი 9. რნმ-ის ინტერფერენციაში ჩართული ცილების მრავალფეროვნება(ნომრები მიუთითებს ცილების რაოდენობაზე თითოეულ ჯგუფში). ლურჯშიხაზგასმულია siRNA-სა და მიკრორნმ-სთვის დამახასიათებელი ელემენტები და წითელი- ცილა დაასოცირებული piRNA-სთან.
რნმ-ის ჩარევის ფენომენი დაიწყო უმარტივესი ორგანიზმების გამოყენება. ამ მექანიზმზე დაყრდნობით ბუნებამ შექმნა იმუნური სისტემის პროტოტიპი და რაც უფრო რთული ხდება ორგანიზმები, რნმ ჩარევა ხდება გენომის აქტივობის შეუცვლელი რეგულატორი. ორი განსხვავებული მექანიზმი პლუს სამი სახის მოკლე რნმ ( სმ.ჩანართი. 1) - შედეგად, ჩვენ ვხედავთ სხვადასხვა მეტაბოლური და გენეტიკური გზების ათასობით დახვეწილ მარეგულირებელს. ეს გასაოცარი სურათი ასახავს მოლეკულური ბიოლოგიური სისტემების მრავალმხრივობას და ევოლუციურ ადაპტაციას. მოკლე რნმ-ები კვლავ ადასტურებენ, რომ უჯრედის შიგნით არ არსებობს „წვრილმანები“ - არის მხოლოდ მცირე მოლეკულები, რომელთა როლის სრული მნიშვნელობის გაგება ჩვენ ახლახან ვიწყებთ.
(მართალია, ასეთი ფანტასტიკური სირთულე იმაზე მეტყველებს, რომ ევოლუცია „ბრმაა“ და მოქმედებს წინასწარ დამტკიცებული „მასტერ გეგმის“ გარეშე»;
ᲕᲐᲠ. დეიჩმანი, ს.ვ.ზინოვიევი, ა.იუ.ბარიშნიკოვი
გენის გამოხატვა და მცირე რნმ ონკოლოგიაში
GU RONTS im. N.N.Blokhina RAMS, მოსკოვი
ᲨᲔᲛᲐᲯᲐᲛᲔᲑᲔᲚᲘ
სტატიაში წარმოდგენილია მცირე რნმ-ების როლი, რომლებიც აკონტროლებენ უჯრედისა და სხეულის სასიცოცხლო ფუნქციების უმეტესობას და მათ შესაძლო კავშირს, კერძოდ, ონკოგენეზთან და გენომიური ექსპრესიის სხვა (მათ შორის ჰიპოთეტურ) უჯრედშიდა მექანიზმებთან.
საკვანძო სიტყვებისაკვანძო სიტყვები: მცირე რნმ, რნმ-ის ინტერფერენცია (RNAi), ორჯაჭვიანი რნმ (lncRNA), რნმ-ის რედაქტირება, ონკოგენეზი.
ᲕᲐᲠ. დეიჩმანი, ს.ვ.ზინოვიევი, ა.იუ.ბარიშნიკოვი.
გენის გამოხატულება და მცირე რნმ ონკოლოგიაში
ნ.ნ. ბლოხინის რუსული კიბოს კვლევის ცენტრი RAMS, მოსკოვიუი
ᲐᲑᲡᲢᲠᲐᲥᲢᲣᲚᲘ
ქაღალდში წარმოდგენილია მცირე რნმ-ების როლი, რომლებიც აკონტროლებენ უჯრედისა და ორგანიზმის უმრავლეს სასიცოცხლო ფუნქციებს და მათ შესაძლო კავშირს, კერძოდ, ონკოგენეზთან და გენომის გამოხატვის სხვა (მათ შორის ჰიპოთეტურ) უჯრედშიდა მექანიზმებთან.
საკვანძო სიტყვები: მცირე რნმ, ინტერფერენციული რნმ (RNAi), ორჯაჭვიანი რნმ (dsRNAs), რნმ-ის რედაქტირება, სიმსივნეოგენეზი.
შესავალი
ცალკეული გენების და მთელი ევკარიოტული გენომის გამოხატულება, მათ შორის დამუშავება, სხვადასხვა სახის ტრანსკრიფცია, შეჯვარება, გადაწყობა, რნმ-ის რედაქტირება, რეკომბინაციები, ტრანსლაცია, რნმ ჩარევა, რეგულირდება ზოგიერთი ცილებით (მარეგულირებელი, სტრუქტურული, ჰომეოტური გენების პროდუქტები, ტრანსკრიფციის ფაქტორები). , მობილური ელემენტები, რნმ და დაბალი მოლეკულური წონის ეფექტორები. გადამამუშავებელი რნმ მოიცავს rRNA, tRNA, mRNA, ზოგიერთი მარეგულირებელი რნმ და მცირე რნმ.
დღეისათვის ცნობილია, რომ მცირე რნმ-ები არ აკოდებენ პროტეინს, ხშირად მათი რიცხვი ასობით გენომშია და მონაწილეობს სხვადასხვა ევკარიოტული გენების (სომატური, იმუნური, ჩანასახები, ღეროვანი უჯრედები) ექსპრესიის რეგულირებაში. კონტროლს ექვემდებარება დიფერენციაციის პროცესები, (ჰემატოპოეზი, ანგიოგენეზი, ადიპოგენეზი, მიოგენეზი, ნეიროგენეზი), მორფოგენეზი (ემბრიონის სტადიების ჩათვლით, განვითარება/ზრდა, ფიზიოლოგიური რეგულირება), პროლიფერაცია, აპოპტოზი, კანცეროგენეზი, მუტაგენეზი, იმუნოგენეზი, დაბერება (სიცოცხლის გაფართოება). ეპიგენეტიკური დუმილი; აღინიშნა მეტაბოლური რეგულირების შემთხვევები (მაგ., გლიკოსფინგოლიპიდები). 20-300/500 ნუკლეოტიდის არაკოდიციური რნმ-ების უფრო ფართო კლასი და მათი RNP-ები ნაპოვნი იქნა არა მხოლოდ ბირთვში/ბირთვში/ციტოპლაზმაში, არამედ დნმ-ის შემცველ უჯრედებშიც (ცხოველის მიტოქონდრიები; მცენარეებში, მიკრო-რნმ-ებში და თანმიმდევრობებში). მცირე რნმ).
ვ.ნ.-ის მართვისა და რეგულირებისთვის. პროცესები მნიშვნელოვანია: 1. რომ მცირე ზომის ბუნებრივ/ხელოვნურ რნმ-ებს (მცირე რნმ, tRNA და ა.შ.) და მათ კომპლექსებს ცილებთან (RNPs) შეუძლიათ ტრანსმემბრანული უჯრედული და მიტოქონდრიული ტრანსპორტირება; 2. რომ მიტოქონდრიების დაშლის შემდეგ მათი შიგთავსის ნაწილი რნმ და რნპ შესაძლოა ციტოპლაზმაში და ბირთვში დასრულდეს. მცირე რნმ-ების (RNP) ჩამოთვლილ თვისებებს, რომელთა ფუნქციურად მნიშვნელოვანი როლი მხოლოდ იზრდება კვლევის პროცესში, ცხადია, კავშირშია სიფხიზლის ფაქტორთან კიბოსთან და სხვა გენეტიკურ დაავადებებთან მიმართებაში. ამავდროულად, ცხადი გახდა ქრომატინის ეპიგენომიური ცვლილებების მაღალი მნიშვნელობა სიმსივნეების განვითარებაში. ჩვენ განვიხილავთ მხოლოდ ძალიან შეზღუდულ რაოდენობას მრავალი მსგავსი შემთხვევიდან.
მცირე რნმ
მცირე რნმ-ების მოქმედების მექანიზმი არის მათი უნარი, თითქმის დამატებით დაუკავშირდნენ სამიზნე mRNA-ების 3'- გადაუთარგმნელ რეგიონებს (3'-UTRs) (რომლებიც ზოგჯერ შეიცავს დნმ/რნმ-ის ტრანსპონირებად MIR/LINE-2 ელემენტებს, ასევე კონსერვაციულ Alu-ს გამეორებებს). ) და იწვევენ რნმ-ის ინტერფერენციას (RNAi=RNAi; განსაკუთრებით ანტივირუსულ პასუხში). თუმცა, გართულება ის არის, რომ უჯრედულის გარდა, ასევე არსებობს ვირუსით კოდირებული მცირე რნმ (ჰერპესი, SV40 და ა.შ.; EBV, მაგალითად, შეიცავს 23, ხოლო KSHV - 12 miRNA), რომლებიც ურთიერთქმედებენ ტრანსკრიპტებთან. როგორც ვირუსი, ასევე მასპინძელი. მხოლოდ 5000-ზე მეტი უჯრედული/ვირუსული miRNA ცნობილია 58 სახეობაში. RNAi იწყებს ან დეგრადაციას (RISC კომპლექსის მონაწილეობით, რნმ-ით გამოწვეული დუმილის კომპლექსი) lncRNA-ის უწყვეტი სპირალის ნუკლეაზა-დაუცველ ფრაგმენტებზე (ორჯაჭვიანი რნმ mRNA და ა.შ.), ან ნაწილობრივ შექცევად ინჰიბიციას შეუწყვეტლად დახვეული lncRNA-ს ტრანსლაციის დროს. mRNA სამიზნეების. მომწიფებული მცირე რნმ (~ 15-28 ნუკლეოტიდი) წარმოიქმნება ციტოპლაზმაში მათი სხვადასხვა სიგრძის წინამორბედებისგან (ათობით და ასობით ნუკლეოტიდი) ბირთვში დამუშავების შედეგად. გარდა ამისა, მცირე რნმ-ები მონაწილეობენ ქრომატინის დამამშვიდებელი სტრუქტურის ფორმირებაში, ცალკეული გენების ტრანსკრიპციის რეგულირებაში, ტრანსპოზონის ექსპრესიის ჩახშობაში და ჰეტეროქრომატინის გაფართოებული მონაკვეთების ფუნქციური სტრუქტურის შენარჩუნებაში.
მცირე რნმ-ების რამდენიმე ძირითადი ტიპი არსებობს. მიკრორნმ (მირნმ) და მცირე ინტერფერენციული რნმ (siRNA) ყველაზე კარგად შესწავლილია. გარდა ამისა, მცირე რნმ-ებს შორის შესწავლილია: პირნმ აქტიური სასქესო უჯრედებში; მცირე ინტერფერენციული რნმ-ები, რომლებიც დაკავშირებულია ენდოგენურ რეტროტრანსპოზონებთან და განმეორებით ელემენტებთან (ლოკალური/გლობალური ჰეტეროქრომატიზაციით - ემბრიოგენეზის ადრეული სტადიებიდან დაწყებული; ტელომერების დონის შენარჩუნება), Drosophia rasiRNAs; ხშირად კოდირებულია ცილის გენების ინტრონებით და ფუნქციურად მნიშვნელოვანია ტრანსლაციაში, ტრანსკრიფციაში, შეჯვარებაში (დე-/მეთილაცია, ნუკლეინის მჟავების ფსევდოურიდილაცია) მცირე ბირთვული (snRNA) და ნუკლეოლარული (snoRNAs) რნმ; დნმ-ის დამაკავშირებელი NRSE-(ნეირონების შემზღუდველი სილენსერის ელემენტის) მოტივებით მცირე მოდულაციური რნმ-ები, smRNA-ები, ნაკლებად ცნობილი ფუნქციებით; მცენარეთა ტრანსაქტივირებადი მცირე ინტერფერენციული რნმ, ტასირნმ; თმის სამაგრის მოკლე რნმ-ები, shRNA-ები, რომლებიც უზრუნველყოფენ გრძელვადიან RNAi-ს (გენის მუდმივი გაჩუმება) ხანგრძლივი lncRNA სტრუქტურების ანტივირუსულ პასუხში ცხოველებში.
მცირე რნმ (miRNAs, siRNAs და ა.შ.) ურთიერთქმედებენ ბირთვის/ციტოპლაზმის ახლად სინთეზირებულ ტრანსკრიპტებთან (შეჯვარების რეგულირება, mRNA-ს ტრანსლაცია; rRNA-ს მეთილაცია/ფსევდურიდილაცია და ა.შ.) და ქრომატინთან (დროებით ლოკალური და ეპიგენეტიკურად მემკვიდრეობითი ჰეტეროქრომატინგის დიოქრომატიზაციასთან). ჩანასახები). კერძოდ, ჰეტეროქრომატიზაციას თან ახლავს დნმ-ის დე-/მეთილაცია, აგრეთვე ჰისტონების მეთილაცია, აცეტილაცია, ფოსფორილირება და უბიკვიტინაცია („ჰისტონის კოდის“ მოდიფიკაცია).
ნემატოდის Caenorhabditis elegans (lin-4) miRNA-ები, მათი თვისებები და გენები იყო პირველი, ვინც აღმოაჩინეს და შეისწავლეს მცირე რნმ-ებს შორის, და ცოტა მოგვიანებით, მცენარის Arabidopsis thaliana-ს miRNAs. ამჟამად ისინი ასოცირდება მრავალუჯრედულ ორგანიზმებთან, თუმცა ნაჩვენებია ერთუჯრედულ წყალმცენარეებში Chlamydomonas reinhardtii და RNAi-ის მსგავსი დამამშვიდებელი გზები, ანტივირუსულ/მსგავს დაცვასთან დაკავშირებით, რომელიც მოიცავს ე.წ. ფსირნმ-ები განიხილება პროკარიოტებისთვის. მრავალი ევკარიოტის (მათ შორის დროზოფილას და ადამიანის) გენომი შეიცავს რამდენიმე ასეულ miRNA გენს. ეს სტადიის/ქსოვილის სპეციფიკური გენები (ისევე როგორც მათი შესაბამისი სამიზნე mRNA რეგიონები) ხშირად უაღრესად ჰომოლოგიურია ფილოგენეტიკურად შორეულ სახეობებში, მაგრამ ზოგიერთი მათგანი შთამომავლობის სპეციფიკურია. miRNAs შეიცავს ეგზონებს (პროტეინის კოდირებას, რნმ გენებს), ინტრონებს (ყველაზე ხშირად პრე-რნმ), ინტერგენურ შუამავლებს (განმეორების ჩათვლით), აქვთ სიგრძე 70-120 ნუკლეოტიდამდე (ან მეტი) და ქმნიან მარყუჟის/ღეროს თმის სამაგრს. სტრუქტურები. მათი გენების დასადგენად გამოიყენება არა მხოლოდ ბიოქიმიური და გენეტიკური, არამედ კომპიუტერული მიდგომები.
მომწიფებული miRNA-ების „სამუშაო რეგიონის“ ყველაზე დამახასიათებელი სიგრძეა 21-22 ნუკლეოტიდი. ეს არის ალბათ ყველაზე მრავალრიცხოვანი არაპროტეინის კოდირების გენი. ისინი შეიძლება განლაგდეს ცალკეულ ასლებად (უფრო ხშირად) ან კლასტერებად, რომლებიც შეიცავენ ბევრ მსგავს ან განსხვავებულ miRNA-ს გენს, რომლებიც ტრანსკრიბირებულია (არა იშვიათად ავტონომიური პრომოტორებისგან), როგორც უფრო გრძელი წინამორბედი, დამუშავებული რამდენიმე ეტაპად ცალკეული miRNA-ებისთვის. ვარაუდობენ, რომ არსებობს მარეგულირებელი miRNA ქსელი, რომელიც აკონტროლებს ბევრ ფუნდამენტურ ბიოლოგიურ პროცესს (ონკოგენეზის/მეტასტაზის ჩათვლით); სავარაუდოდ, ადამიანის გამოხატული გენების მინიმუმ 30% რეგულირდება miRNA-ებით.
ეს პროცესი მოიცავს lncRNA-სპეციფიკურ RNase-III-ის მსგავს ფერმენტებს Drosha (ბირთვული რიბონუკლეაზა; იწყებს ინტრონის პრე-მირნმ-ების დამუშავებას ძირითადი ტრანსკრიპტის შერწყმის შემდეგ) და Dicer, რომელიც ფუნქციონირებს ციტოპლაზმაში და, შესაბამისად, ჭრის/ამცირებს თმის სამაგრს წინასწარ. miRNAs (მირნმ-ების მომწიფებისთვის). ) და მოგვიანებით ჰიბრიდული miRNA/mRNA სტრუქტურები. მცირე ზომის რნმ რამდენიმე ცილასთან ერთად (მათ შორის h.p. RNases, AGO ოჯახის ცილები, ტრანსმეთილაზები/აცეტილაზები და სხვ.) და მონაწილეობით ე.წ. RISC- და RITS-ის მსგავს კომპლექსებს (მეორე იწვევს ტრანსკრიპციულ დუმილს) შეუძლიათ, შესაბამისად, გამოიწვიონ RNAi/დეგრადაცია და შემდგომი გენის გაჩუმება რნმ-ზე (გადათარგმნამდე/გადატანისას) და დნმ-ის (ჰეტეროქრომატინის ტრანსკრიფციის დროს).
თითოეული miRNA პოტენციურად წყვილდება მრავალ სამიზნეებთან და თითოეული სამიზნე აკონტროლებს რამდენიმე miRNA-ს (მსგავსი gRNA-ის შუამავლობით პრე-მრნმ-ის რედაქტირება ტრიპანოსომის კინეტოპლასტებში). ინ ვიტრო ანალიზმა აჩვენა, რომ miRNA-ს რეგულაცია (ისევე, როგორც რნმ-ის რედაქტირება) არის გენის ექსპრესიის მთავარი პოსტტრანსკრიპციული მოდულატორი. მსგავსი miRNA-ები, რომლებიც კონკურენციას უწევენ იმავე სამიზნეს, არის რნმ-რნმ-ისა და რნმ-პროტეინის ურთიერთქმედების პოტენციური ტრანსრეგულატორები.
ცხოველებში miRNAs საუკეთესოდ არის შესწავლილი ნემატოდისთვის Caenorhabditis Elegans; აღწერილია 112-ზე მეტი გენი. აქ ასევე ნაპოვნია ათასობით ენდოგენური siRNA (არ არსებობს გენები; ისინი დაკავშირებულია, კერძოდ, სპერმატოგენეზის შუამავლობით ტრანსკრიპტებთან და ტრანსპოზონებთან). ორივე მცირე მრავალუჯრედული რნმ შეიძლება წარმოიქმნას რნმ პოლიმერაზებით, რომლებიც ავლენენ RdRP-II (როგორც სხვა რნმ-ების უმეტესობას) და RdRP-III ტიპის აქტივობას (არა ჰომოლოგიას). მომწიფებული მცირე რნმ-ები მსგავსია შემადგენლობით (მათ შორის ტერმინალური 5'-ფოსფატები და 3'-OH), სიგრძით (ჩვეულებრივ 21-22 ნუკლეოტიდი) და ფუნქციით და შეიძლება კონკურენცია გაუწიონ იმავე სამიზნეს. თუმცა, რნმ-ის დეგრადაცია, მაშინაც კი, როცა სამიზნე სრულად ავსებს, უფრო ხშირად ასოცირდება siRNA-ებთან; მთარგმნელობითი რეპრესია, ნაწილობრივი, ჩვეულებრივ 5-6 ნუკლეოტიდით, კომპლემენტარულობა miRNA-ებთან; და წინამორბედები, შესაბამისად, არის ეგზო-/ენდოგენური (ასობით/ათასი ნუკლეოტიდი) siRNA-სთვის და ჩვეულებრივ ენდოგენური (ათობით/ასობით ნუკლეოტიდი) miRNA-სთვის და მათი ბიოგენეზი განსხვავებულია; თუმცა, ზოგიერთ სისტემაში ეს განსხვავებები შექცევადია.
RNAi-ს შუამავლობით siRNA- და miRNAs აქვს სხვადასხვა ბუნებრივი როლი: გენის ექსპრესიისა და ჰეტეროქრომატინის რეგულირებიდან დაწყებული გენომის დაცვა ტრანსპოზონებისა და ვირუსებისგან; მაგრამ siRNAs და ზოგიერთი miRNAs არ არის კონსერვირებული სახეობებს შორის. მცენარეებს (Arabidopsis thaliana) აქვთ: siRNAs, რომლებიც შეესაბამება როგორც გენებს, ასევე ინტერგენურ (მათ შორის, სპასერებს, განმეორებით) რეგიონებს; დიდი რაოდენობით პოტენციური გენომის ადგილები სხვადასხვა ტიპის მცირე რნმ-ებისთვის. ნემატოდებს ასევე აქვთ ე.წ. ცვლადი ავტონომიურად გამოხატული 21U-RNAs (dasRNAs); მათ აქვთ 5 "-Y-მონოფოსფატი, ქმნიან 21 ნუკლეოტიდს (მათგან 20 ცვალებადია) და განლაგებულია ცილის კოდირების გენების ინტრონებს შორის ან შიგნით 5700-ზე მეტ ადგილას IV ქრომოსომის ორ რეგიონში.
MiRNA-ები მნიშვნელოვან როლს ასრულებენ გენის ექსპრესიაში ჯანმრთელობასა და დაავადებაში; ადამიანს აქვს მინიმუმ 450-500 ასეთი გენი. ჩვეულებრივ mRNA-ს 3 "-UTR რეგიონებთან (სხვა სამიზნეების) მიერთებით, მათ შეუძლიათ შერჩევითად და რაოდენობრივად (კერძოდ, დაბალი გამოხატული გენების პროდუქტების მიმოქცევიდან ამოღებისას), დაბლოკონ ზოგიერთის მუშაობა და სხვა გენების აქტივობა. აღმოჩნდა, რომ გამოხატული მიკრო-რნმ-ების (და მათი სამიზნეების) პროფილების ნაკრები დინამიურად იცვლება ონტოგენეზის, უჯრედებისა და ქსოვილების დიფერენციაციის დროს. ეს ცვლილებები სპეციფიკურია, კერძოდ, კარდიოგენეზის დროს, სიგრძის ზომის ოპტიმიზაციის პროცესი. დენდრიტები და ნერვული უჯრედის სინაფსების რაოდენობა (miRNA-134, სხვა მცირე რნმ-ების მონაწილეობით), მრავალი პათოლოგიის განვითარება (ონკოგენეზი, იმუნოდეფიციტები, გენეტიკური დაავადებები, პარკინსონიზმი, ალცჰეიმერის დაავადება, ოფთალმოლოგიური დარღვევები (რეტინობლასტომა და ა.შ.) ასოცირდება სხვადასხვა ხასიათის ინფექციებთან) აღმოჩენილი miRNA-ების საერთო რაოდენობა ბევრად უფრო სწრაფად იზრდება, ვიდრე მათი მარეგულირებელი როლის აღწერა და ასოციაცია კონკრეტულ სამიზნეებთან.
კომპიუტერული ანალიზი პროგნოზირებს ასობით სამიზნე mRNA-ს ინდივიდუალური miRNA-სთვის და ინდივიდუალური mRNA-ების რეგულირებას მრავალი miRNA-ით. ამრიგად, miRNAs შეიძლება ემსახურებოდეს სამიზნე გენის ტრანსკრიპტების აღმოფხვრას ან მათი გამოხატვის დახვეწას ტრანსკრიპციულ/ტრანსლაციურ დონეზე. თეორიული მოსაზრებები და ექსპერიმენტული შედეგები მხარს უჭერს miRNA-ების სხვადასხვა როლის არსებობას.
მიმოხილვაში ასახულია ასპექტების უფრო სრული სია, რომლებიც დაკავშირებულია მცირე რნმ-ების ფუნდამენტურ როლთან ევკარიოტებში ზრდა/განვითარების პროცესებში და ზოგიერთ პათოლოგიაში (კიბოს ეპიგენომიკის ჩათვლით).
მცირე რნმ ონკოლოგიაში
სიმსივნეების ზრდის, განვითარების, პროგრესირებისა და მეტასტაზების პროცესებს თან ახლავს მრავალი ეპიგენეტიკური ცვლილება, რომელიც გადაიქცევა უფრო იშვიათ მდგრად მემკვიდრეობით გენეტიკურ ცვლილებებში. იშვიათ მუტაციებს, თუმცა, შეიძლება დიდი წონა ჰქონდეს (კონკრეტული ინდივიდისთვის, ნოზოლოგიისთვის), რადგან. ცალკეულ გენებთან მიმართებაში (მაგალითად, APC, K-ras, p53), ე.წ. ონკოლოგიური დაავადებების თითქმის შეუქცევად განვითარებასთან/შედეგებთან დაკავშირებული „ძაბრის“ ეფექტი. სიმსივნე-სპეციფიკური სხვადასხვა გენების (ცილები, რნმ, მცირე რნმ) პროგენიტორული უჯრედების ექსპრესიის პროფილთან მიმართებაში განპირობებულია ეპიგენომიური სტრუქტურების გადაკეთებული ვარიაციებით. ეპიგენომი მოდულირებულია მეთილაციით, ჰისტონების შემდგომი ტრანსლაციური მოდიფიკაციებით/ჩანაცვლებით (არაკანონიკური), გენების/ქრომატინის ნუკლეოსომური სტრუქტურის რემოდელირებით (გენომის ანაბეჭდის ჩათვლით, ანუ X მშობლის გენების ალელების გამოხატვის დისფუნქცია). ქრომოსომა). ეს ყველაფერი და მცირე რნმ-ებით რეგულირებული რნმ-ების მონაწილეობით იწვევს დეფექტური ჰეტეროქრომატული (მათ შორის ჰიპომეთილირებული ცენტრომერული) სტრუქტურების გაჩენას.
გენის სპეციფიკური მუტაციების ფორმირებას შეიძლება წინ უძღოდეს ასობით ათასი სომატური კლონური მუტაციების ცნობილი დაგროვება არაკოდირების (იშვიათად კოდირების) რეგიონის მარტივ გამეორებებში ან მიკროსატელიტებში, სულ მცირე სიმსივნეებში მიკროსატელიტის მუტაციური ფენოტიპის (MMP) მქონე სიმსივნეებში. ; ისინი შეადგენენ კოლორექტალური, აგრეთვე ფილტვის, კუჭის, ენდომეტრიუმის და ა.შ კიბოს მნიშვნელოვან ნაწილს. არასტაბილური მონო-/ჰეტერონუკლეოტიდური მიკროსატელიტური გამეორებები (პოლი-A6-10, მსგავსი) მრავალჯერ უფრო ხშირად გვხვდება მარეგულირებელ არაკოდირებულში. გენები, რომლებიც აკონტროლებენ გენების ექსპრესიას (ინტრონები, ინტერგენური), ვიდრე მიკროსატელიტურ-არასტაბილური, MSI+, სიმსივნეების გენომის კოდირების (ექსონების) რეგიონებში. მიუხედავად იმისა, რომ MS-სტაბილური/არასტაბილური რეგიონების გარეგნობის ბუნება და ლოკალიზაციის მექანიზმები ბოლომდე არ არის ნათელი, MS-არასტაბილურობის ფორმირება დაკავშირებულია მრავალი გენის მუტაციების სიხშირესთან, რომლებიც ადრე არ მუტაციას ახდენდნენ MSI+ სიმსივნეებში და, სავარაუდოდ, არხებდნენ ბილიკებს. მათი პროგრესირება; უფრო მეტიც, ამ სიმსივნეებში MSI-ის განმეორების მუტაციის სიხშირე გაიზარდა ორზე მეტი ბრძანებით. ყველა გენი არ არის გაანალიზებული გამეორებების არსებობისთვის, მაგრამ მათი ცვალებადობის ხარისხი კოდირებულ/არაკოდირებულ რეგიონებში განსხვავებულია და მუტაციების სიხშირის განსაზღვრის მეთოდების სიზუსტე შედარებითია. მნიშვნელოვანია, რომ MSI ცვალებადი გამეორებების არაკოდირების რეგიონები ხშირად ბიალელურია, ხოლო კოდირების რეგიონები მონოალელური.
სიმსივნეებში მეთილაციის გლობალური დაქვეითება დამახასიათებელია განმეორებით, ტრანსპოზირებადი ელემენტებით (MEs; მათი ტრანსკრიფცია იზრდება), პრომოტორებისთვის, სიმსივნის სუპრესორული miRNA გენების CpG ადგილებისთვის და კორელაციაშია რეტროტრანსპოზონების ჰიპერტრანსკრიფციასთან მოწინავე კიბოს უჯრედებში. ჩვეულებრივ, "მეთილომის" რყევები დაკავშირებულია მშობლის/სტადიის/ქსოვილისთვის სპეციფიკურ "მეთილაციის ტალღებთან" და ჰეტეროქრომატინის ცენტრომერული სატელიტური რეგიონების ძლიერ მეთილაციასთან, რომლებიც რეგულირდება მცირე რნმ-ებით. როდესაც თანამგზავრები არასაკმარისი მეთილირებულია, წარმოქმნილ ქრომოსომის არასტაბილურობას თან ახლავს რეკომბინაციის ზრდა და TE მეთილაციის დარღვევამ შეიძლება გამოიწვიოს მათი გამოხატულება. ეს ფაქტორები ხელს უწყობს სიმსივნის ფენოტიპის განვითარებას. მცირე რნმ თერაპია შეიძლება იყოს ძალიან სპეციფიკური, მაგრამ უნდა იყოს კონტროლირებადი, რადგან სამიზნეები შეიძლება იყოს არა მხოლოდ ინდივიდუალური, არამედ მრავალი mRNA/RNA მოლეკულა და ახლად სინთეზირებული რნმ ქრომოსომების სხვადასხვა (მათ შორის არაკოდირებულ ინტერგენურ გამეორებებს) რეგიონებში.
ადამიანის გენომის უმეტესი ნაწილი შედგება გამეორებებისა და TE-ებისგან. რეტროტრანსპოზიონი L1 (LINE ელემენტი) შეიცავს, როგორც ენდოგენური რეტროვირუსები, რევერსტაზას (RTase), ენდონუკლეაზას და პოტენციურად შეუძლია არაავტონომიური (Alu, SVA და ა.შ.) რეტროელემენტების გადატანა; L1/მსგავსი ელემენტების დადუმება ხდება მეთილაციის შედეგად CpG უბნებზე. გაითვალისწინეთ, რომ გენომის CpG უბნებს შორის, გენის პრომოტორების CpG კუნძულები სუსტად მეთილირებულია და თავად 5-მეთილციტოზინი არის პოტენციურად მუტაგენური ბაზა, რომელიც დეამინირებულია თიმინად (ქიმიურად, ან რნმ/(დნმ) რედაქტირების მონაწილეობით, დნმ. შეკეთება); თუმცა, ზოგიერთი CpG კუნძული ექვემდებარება ზედმეტ აბერანტ მეთილაციას, რომელსაც თან ახლავს სუპრესორული გენის რეპრესია და კიბოს განვითარება. შემდეგი: L1-ით დაშიფრული რნმ-შემაკავშირებელი ცილა, რომელიც ურთიერთქმედებს ცილებთან AGO2 (Argo-naute ოჯახის) და FMRP (მყიფე გონებრივი ჩამორჩენილობა, ეფექტიანი RISC-კომპლექსის ცილა), ხელს უწყობს L1 ელემენტის მოძრაობას - რაც მიუთითებს შესაძლო ურთიერთრეგულირებაზე. სისტემების RNAi და ადამიანის ხაზის ელემენტების რეტროპოზიციები. განსაკუთრებით მნიშვნელოვანია, რომ ალუს გამეორებებს შეეძლოთ გენების ინტრონი/ექსონის სივრცის რეგიონში გადასვლა.
ამ და მსგავს მექანიზმებს შეუძლია გააძლიეროს სიმსივნური უჯრედის გენომის პათოლოგიური პლასტიურობა. RTase-ს (ენდონუკლეაზას მსგავსად დაშიფრული L1 ელემენტებით; RTase ასევე კოდირებულია ენდოგენური რეტროვირუსებით) დათრგუნვას RNAi მექანიზმით თან ახლდა პროლიფერაციის დაქვეითება და დიფერენციაციის ზრდა კიბოს უჯრედების რიგ ხაზებში. L1 ელემენტის პროტო-ონკოგენში ან სუპრესორ გენში შეყვანისას დაფიქსირდა დნმ-ის ორჯაჭვიანი რღვევები. ჩანასახის ქსოვილებში (თაგვები/ადამიანი) L1 ექსპრესიის დონე იზრდება და მისი მეთილაცია დამოკიდებულია piRNAs-(26-30-bp) ასოცირებულ დუმილის სისტემაზე, სადაც PIWI პროტეინები არგოს დიდი ოჯახის ვარიანტებია. -ნაუტური ცილები, მუტაციები, რომლებშიც იწვევს L1/მსგავსი ელემენტების დემეთილაცია/დერეპრესია ხანგრძლივი ტერმინალური გამეორებებით. რასირნმ-ის გაჩუმების გზები უფრო მეტად ასოცირდება PIWI პროტეინებთან, ვიდრე Dicer-1/2 და Ago პროტეინებთან. piRNAs/siRNAs შუამავლობით გაჩუმების გზები რეალიზდება ინტრაბირთვული სხეულების მეშვეობით, რომლებიც შეიცავს დიდ ევოლუციურად შენახულ მულტიპროტეინების PcG კომპლექსებს, რომელთა ფუნქციები ხშირად დარღვეულია სიმსივნურ უჯრედებში. ეს კომპლექსები პასუხისმგებელნი არიან შორ მანძილზე მოქმედებაზე (10 კბ-ზე მეტი, ქრომოსომებს შორის) და არეგულირებენ HOX გენების ჯგუფს, რომლებიც პასუხისმგებელნი არიან სხეულის გეგმაზე.
ანტისენსიური თერაპიის ახალი პრინციპები შეიძლება შემუშავდეს უფრო სპეციფიური (ვიდრე დნმ/ცილის მეთილაციის ჰისტონ-მოდიფიკატორი ინჰიბიტორები) ანტისიმსივნური ეპიგენომიური აგენტების ცოდნის გათვალისწინებით, ეპიგენომიური რნმ-ის გაჩუმების ფუნდამენტური პრინციპები და მცირე რნმ-ების როლი კანცეროგენეზში.
მიკრო-რნმ ონკოლოგიაში
ცნობილია, რომ სიმსივნის ზრდისა და მეტასტაზების ზრდას შეიძლება თან ახლდეს ზოგიერთის ზრდა და სხვა ინდივიდის/მირნმ-ების ნაკრების ექსპრესიის დაქვეითება (ცხრილი 1). ზოგიერთ მათგანს შეიძლება ჰქონდეს მიზეზობრივი როლი ონკოგენეზში; და იგივე miRNAs (როგორიცაა miR-21/-24) სხვადასხვა სიმსივნურ უჯრედებში შეიძლება გამოავლინოს როგორც ონკოგენური, ასევე დამთრგუნველი თვისებები. ადამიანის ავთვისებიანი სიმსივნეების თითოეული ტიპი აშკარად გამოირჩევა თავისი "miRNA-ანაბეჭდით" და ზოგიერთი miRNA-ს შეუძლია იმოქმედოს როგორც ონკოგენები, სიმსივნის სუპრესორები, უჯრედების მიგრაციის, ინვაზიის, მეტასტაზების ინიციატორები. პათოლოგიურად შეცვლილ ქსოვილებში ხშირად გვხვდება ძირითადი miRNA-ების შემცირებული რაოდენობა, რომელიც სავარაუდოდ შედის კიბოს საწინააღმდეგო თავდაცვის სისტემებში. ონკოგენეზში ჩართულ miRNAs (miRs) ჩამოყალიბდა კონცეფცია ე.წ. "ონკომირაქსი": 200-ზე მეტი miRNA-ს ექსპრესიის ანალიზმა ლიმფომებისა და სიმსივნეების 1000-ზე მეტი ნიმუშიდან წარმატებით მოახდინა სიმსივნეების კლასიფიკაცია ქვეტიპებად მათი წარმოშობისა და დიფერენცირების სტადიის მიხედვით. miRNA-ების ფუნქციები და როლი წარმატებით არის შესწავლილი: ანტი-miR ოლიგონუკლეოტიდების მოდიფიცირებული (სიცოცხლის ვადის გასაზრდელად) 2'-O-მეთილის და 2'-O-მეთოქსიეთილის ჯგუფებში; ასევე LNA ოლიგონუკლეოტიდები, რომლებშიც რიბოზას ჟანგბადის ატომები მე-2 „და 4“ პოზიციებზე დაკავშირებულია მეთილენის ხიდით.
(ცხრილი 1) ………………….
სიმსივნე | miRNAs |
ფილტვების კიბო | 17-92 , let-7↓ , 124a↓ , 126 ↓ , 143 ↓ , 145 ↓ , 155 , 191 , 205 , 210 |
სარძევე ჯირკვლის კიბო | 21 , 125b↓ , 145 ↓ , 155 |
Პროსტატის სიმსივნე | 15 ა ↓ , 16-1 ↓ , 21 , 143 ↓ ,145 ↓ |
ნაწლავის კიბო | 19 ა , 21 , 143 ↓ , 145 ↓ |
პანკრეასის კიბო | 21 , 103 , 107 , 155 ვ |
საკვერცხის კიბოს | 210 |
ქრონიკული ლიმფოციტური ლეიკემია | 15 ა ↓ , 16-1 ↓ , 16-2 , 23 ბ , 24-1 , 29 ↓ , 146 , 155 , 195 , 221 , 223 ↓ |
ცხრილი 1 .
miRNA, რომელთა გამოხატულება იზრდება () ან მცირდება ( ↓ ) ზოგიერთ უფრო გავრცელებულ სიმსივნეში ნორმალურ ქსოვილებთან შედარებით (იხ. ასევე).
მიჩნეულია, რომ miRNA გენების გამოხატვის, გაქრობის და ამპლიფიკაციის მარეგულირებელი როლი სიმსივნეების უმეტესობის დაწყების, ზრდისა და პროგრესირებისადმი მიდრეკილებაში მნიშვნელოვანია და miRNA/mRNA-სამიზნე წყვილებში მუტაციები სინქრონიზებულია. miRNA-ების ექსპრესიული პროფილი შეიძლება გამოყენებულ იქნას ონკოლოგიაში კლასიფიკაციის, დიაგნოსტიკისა და კლინიკური პროგნოზისთვის. miRNA-ების ექსპრესიის ცვლილებამ შეიძლება გავლენა მოახდინოს უჯრედულ ციკლზე, უჯრედის გადარჩენის პროგრამაზე. miRNA-ების მუტაციები ღეროვან და სომატურ უჯრედებში (ისევე, როგორც პოლიმორფული სამიზნე mRNA ვარიანტების შერჩევა) შეიძლება ხელი შეუწყოს ან გადამწყვეტი როლი ითამაშოს მრავალი (თუ არა ყველა) ავთვისებიანი სიმსივნეების ზრდაში, პროგრესირებასა და პათოფიზიოლოგიაში. miRNA-ების დახმარებით შესაძლებელია აპოპტოზის კორექცია.
ცალკეული miRNA-ების გარდა, ნაპოვნი იქნა მათი კლასტერები, რომლებიც მოქმედებენ როგორც ონკოგენი, რომელიც პროვოცირებს, კერძოდ, ჰემატოპოეტური ქსოვილის კიბოს განვითარებას ექსპერიმენტულ თაგვებში; miRNAs გენები ონკოგენური და სუპრესორული თვისებებით შეიძლება განთავსდეს იმავე კლასტერში. სიმსივნეებში miRNA-ების ექსპრესიის პროფილების კლასტერული ანალიზი შესაძლებელს ხდის მისი წარმოშობის (ეპითელიუმი, ჰემატოპოეზური ქსოვილი და ა.შ.) დადგენა და ერთი და იმავე ქსოვილის სხვადასხვა სიმსივნეების კლასიფიკაცია არაიდენტური ტრანსფორმაციის მექანიზმებით. miRNA-ს ექსპრესიის პროფილირება შეიძლება განხორციელდეს ნანო-/მიკრომასივების გამოყენებით; ასეთი კლასიფიკაციის სიზუსტე, როდესაც ტექნოლოგია ვითარდება (რაც ადვილი არ არის), უფრო მაღალია, ვიდრე mRNA პროფილების გამოყენებით. ზოგიერთი miRNA ჩართულია ჰემატოპოეზის უჯრედების დიფერენციაციაში (თაგვი, ადამიანი), რაც იწვევს კიბოს უჯრედების პროგრესირებას. ადამიანის miRNA გენები ხშირად განლაგებულია ე.წ. "მყიფე" ადგილები, უბნები, სადაც ჭარბობს წაშლა/ჩასმა, წერტილოვანი წყვეტები, ტრანსლოკაცია, ტრანსპოზიციები, ონკოგენეზში ჩართული ჰეტეროქრომატინის მინიმალურად წაშლილი და გაძლიერებული რეგიონები.
ანგიოგენეზი . miRNA-ების როლი ანგიოგენეზში, ალბათ, მნიშვნელოვანია. ანგიოგენეზის ზრდას Myc-ით გააქტიურებულ ადამიანის ზოგიერთ ადენოკარცინომაში თან ახლდა ზოგიერთი miRNA-ს ექსპრესიის ნიმუშის ცვლილება, ხოლო სხვა miRNA-ების გენის დაცემამ გამოიწვია სიმსივნის ზრდის შესუსტება და ჩახშობა. სიმსივნის ზრდას თან ახლდა K-ras, Myc და TP53 გენების მუტაციები, ანგიოგენური VEGF ფაქტორის წარმოების გაზრდა და Myc-თან ასოცირებული ვასკულარიზაციის ხარისხი; ხოლო ანტიანგიოგენური ფაქტორები Tsp1 და CTGF დათრგუნული იყო miR-17-92 და სხვა კლასტერთან ასოცირებული miRNA-ებით. სიმსივნის ანგიოგენეზი და ვასკულარიზაცია გაძლიერდა (განსაკუთრებით კოლონიციტებში), როდესაც ორი ონკოგენი ერთზე მეტი ზომით იყო გამოხატული.
ანტი-ანგიოგენური ფაქტორის LATS2, ცხოველური ციკლინდამოკიდებული კინაზას (CDK2; ადამიანი/თაგვი) ინჰიბიტორის ნეიტრალიზაცია miRNAs-372/373 („პოტენციური ონკოგენები“) ასტიმულირებდა სათესლე ჯირკვლის სიმსივნის ზრდას p53 გენის დაზიანების გარეშე.
ანგიოგენური თვისებების პოტენციური მოდულატორები (in-vitro/in-vivo) არის miR-221/222, რომლის სამიზნეები, c-Kit რეცეპტორები (სხვები), არის ჭიპლარის ენდოთელური ვენური HUVEC უჯრედების ანგიოგენეზის ფაქტორები და ა.შ. ეს miRNAs და c- ნაკრები ურთიერთქმედებს როგორც რთული ციკლის ნაწილი, რომელიც აკონტროლებს ენდოთელური უჯრედების ახალი კაპილარების ფორმირების უნარს.
ქრონიკული ლიმფოციტური ლეიკემია (CLL). B-უჯრედოვანი ქრონიკული ლიმფოციტური ლეიკემიის (CLL) დროს miR-15a/miR-16-1 გენების (და სხვა) ექსპრესიის დაქვეითებული დონე აღინიშნება ადამიანის ქრომოსომის 13q14 რეგიონში - ყველაზე გავრცელებული სტრუქტურული ადგილი. ანომალიები (მათ შორის 30 კბ რეგიონის წაშლა), თუმცა გენომი გამოხატავდა ასობით მომწიფებულ და ადამიანამდელ miRNA-ს. ორივე miRNA, პოტენციურად ეფექტური სიმსივნის თერაპიაში, შეიცავდა ანტი-აპოპტოზური Bcl2 პროტეინის ანტისენსიურ რეგიონებს, თრგუნავდა მის ზედმეტ გამოხატვას, ასტიმულირებდა აპოპტოზს, მაგრამ თითქმის/სრულიად არ იყო მაწანწალა CLL უჯრედების ორ მესამედში. თანმიმდევრული miRNA-ების ხშირი მუტაციები ღეროვან/სომატურ უჯრედებში დაფიქსირდა 75 პაციენტიდან 11-ში (14.7%) CLL-ისადმი ოჯახური მიდრეკილებით (მემკვიდრეობის რეჟიმი უცნობია), მაგრამ არა 160 ჯანმრთელ პაციენტში. ეს დაკვირვებები ამტკიცებს ლეიკმოგენეზში miRNA-ების პირდაპირი ფუნქციის შესახებ. ამჟამად ყველაფერი არ არის ცნობილი miRNAs გენის ექსპრესიის დონეებს (და მათ ფუნქციებს) და სხვა გენებს შორის ნორმალურ/სიმსივნურ უჯრედებში.
დოკუმენტიშესაბამისობა. სახის ნერვის ფუნქციის დარღვევა პაროტიდის სანერწყვე ჯირკვალზე ოპერაციის დროს ერთ-ერთი აქტუალური პრობლემაა და განისაზღვრება როგორც დაავადების გავრცელებით, ასევე მნიშვნელოვანი სიხშირით.
დოუსონის ეკლესია - გენიოსი თქვენს გენებში ეპიგენეტიკური მედიცინა და განზრახვის ახალი ბიოლოგია www e - თავსატეხი ru ბიბლიოთეკის წიგნი www e - თავსატეხი ru ბიბლიოთეკა სარჩევი
Წიგნიეთიკის სულიერება ონკოლოგია hiv p garyaev* enfi რეზიუმე
დოკუმენტიეს სტატია ასახავს ახალ შეხედულებას ონკოლოგიისა და აივ ინფექციის პრობლემის შესახებ ლინგვისტურ-ტალღური გენეტიკა (LVG) და არსებითი კოდირების თეორიის (ESC) ფონზე რუსული და სხვა სოციალურ-კულტურული რეალობის საფუძველზე.
ონკოლოგიის კვლევითი ცენტრი და ანასტასია სერგეევნა ოდინცოვა ახალი ქიმიოთერაპიული სქემები საშვილოსნოს ყელის შორსწასული და მორეციდივე კიბოსთვის 14 01 12 – ონკოლოგია
ნაშრომი4.4. ურიდინგლუკორონილტრანსფერაზას იზოფერმენტის გენის (UGT1A1) განსაზღვრა საშვილოსნოს ყელის კიბოს მქონე პაციენტების სისხლის შრატში, რომლებიც იღებდნენ პირველი რიგის ქიმიოთერაპიას ირინოტეკანით პლატინის წარმოებულებით 105
თმის სამაგრის მცირე რნმ ან მოკლე თმის სამაგრი რნმ (shRNA მოკლე თმის სამაგრი რნმ, პატარა თმის სამაგრი რნმ) არის მოკლე რნმ-ის მოლეკულები, რომლებიც ქმნიან მკვრივ თმის სამაგრებს მეორად სტრუქტურაში. ShRNA შეიძლება გამოვიყენოთ გამოხატვის გამორთვის ... ... ვიკიპედია
რნმ პოლიმერაზა- T. aquaticus უჯრედიდან რეპლიკაციის პროცესში. ფერმენტის ზოგიერთი ელემენტი გამჭვირვალე ხდება და რნმ და დნმ ჯაჭვები უფრო ნათლად ჩანს. მაგნიუმის იონი (ყვითელი) მდებარეობს ფერმენტის აქტიურ ადგილზე. რნმ პოლიმერაზა არის ფერმენტი, რომელიც ახორციელებს ... ... ვიკიპედიას
რნმ ჩარევა- პატარა თმის სამაგრის რნმ-ების მიწოდება ლენტივირუსის ვექტორის გამოყენებით და რნმ-ის ჩარევის მექანიზმი ძუძუმწოვრების უჯრედებში რნმ-ის ჩარევა (... ვიკიპედია
რნმ გენიარაკოდიციური რნმ (ncRNA) არის რნმ-ის მოლეკულები, რომლებიც არ ითარგმნება ცილებად. ადრე გამოყენებული სინონიმი, მცირე რნმ (smRNA, პატარა რნმ), ამჟამად არ გამოიყენება, რადგან ზოგიერთი არაკოდირებელი რნმ შეიძლება იყოს ძალიან ... ... ვიკიპედია
მცირე ბირთვული რნმ- (snRNA, snRNA) რნმ-ების კლასი, რომლებიც გვხვდება ევკარიოტული უჯრედების ბირთვში. ისინი ტრანსკრიბირებულია რნმ პოლიმერაზა II-ით ან რნმ პოლიმერაზა III-ით და მონაწილეობენ ისეთ მნიშვნელოვან პროცესებში, როგორიცაა შერწყმა (ინტრონების ამოღება მოუმწიფებელი mRNA-დან), რეგულირება ... ვიკიპედია
მცირე ბირთვული რნმ- (snoRNA, ინგლისური snoRNA) მცირე რნმ-ების კლასი, რომლებიც მონაწილეობენ რიბოსომური რნმ-ების ქიმიურ მოდიფიკაციაში (მეთილაცია და ფსევდოურიდილაცია), აგრეთვე tRNA და მცირე ბირთვული რნმ. MeSH კლასიფიკაციის მიხედვით, მცირე ბირთვული რნმ ითვლება ქვეჯგუფად ... ... ვიკიპედია
მცირე ბირთვული (დაბალმოლეკულური წონის ბირთვული) რნმ- მცირე ბირთვული რნმ-ის (100 300 ნუკლეოტიდი) ფართო ჯგუფი (105 106), რომელიც დაკავშირებულია ჰეტეროგენულ ბირთვულ რნმ-თან, არის ბირთვის მცირე რიბონუკლეოპროტეინის გრანულების ნაწილი; M.n.RNA არის შერწყმის სისტემის აუცილებელი კომპონენტი ... ...
მცირე ციტოპლაზმური რნმ- ციტოპლაზმაში ლოკალიზებული რნმ-ის მცირე (100-300 ნუკლეოტიდი) მოლეკულები, მცირე ბირთვული რნმ-ის მსგავსი. [არეფიევი V.A., Lisovenko L.A. ინგლისური რუსული გენეტიკური ტერმინების განმარტებითი ლექსიკონი 1995 407 წ.] თემები გენეტიკა EN scyrpssმცირე ციტოპლაზმური ... ... ტექნიკური მთარგმნელის სახელმძღვანელო
მცირე ბირთვული რნმ კლასი U- პროტეინთან ასოცირებული მცირე (60-დან 400-მდე ნუკლეოტიდამდე) რნმ-ის მოლეკულების ჯგუფი, რომლებიც შეადგენენ სპლაისის შიგთავსის მნიშვნელოვან ნაწილს და მონაწილეობენ ინტრონების ამოკვეთის პროცესში; Usn RNA U1, U2, U4 და U5 კარგად შესწავლილი 5-დან 4 ტიპში 5 ... ... ტექნიკური მთარგმნელის სახელმძღვანელო
რნმ ბიომარკერები- * რნმ ბიომარკერები * რნმ ბიომარკერები არის ადამიანის ტრანსკრიპტების უზარმაზარი რაოდენობა, რომლებიც არ ახდენენ ცილის სინთეზის კოდირებას (nsbRNA ან npcRNA). უმეტეს შემთხვევაში, მცირე (მირნმ, სნორნმ) და გრძელი (ანტისენსიური რნმ, დრნმ და ა.შ.) რნმ-ის მოლეკულები არიან ... ... გენეტიკა. ენციკლოპედიური ლექსიკონი
წიგნები
- შეიძინეთ 1877 UAH (მხოლოდ უკრაინაში)
- კლინიკური გენეტიკა. სახელმძღვანელო (+CD), ბოჩკოვი ნიკოლაი პავლოვიჩი, პუზირევი ვალერი პავლოვიჩი, სმირნიხინა სვეტლანა ანატოლიევნა. ყველა თავი გადახედულია და დამატებულია სამედიცინო მეცნიერებისა და პრაქტიკის განვითარებასთან დაკავშირებით. თავები მულტიფაქტორული დაავადებების, პრევენციის, მემკვიდრეობითი დაავადებების მკურნალობის შესახებ,…
მეცნიერები თვლიან, რომ მცირე რნმ-ების არასწორი გამოხატვა არის რიგი დაავადებების ერთ-ერთი მიზეზი, რომელიც სერიოზულად მოქმედებს მრავალი ადამიანის ჯანმრთელობაზე მთელს მსოფლიოში. ასეთ დაავადებებს შორისაა გულ-სისხლძარღვთა 23 და ონკოლოგიური 24 . რაც შეეხება ამ უკანასკნელს, ეს არც არის გასაკვირი: კიბო მიუთითებს ანომალიებზე უჯრედების განვითარებასა და მათ ბედში, ხოლო მცირე რნმ-ები გადამწყვეტ როლს თამაშობენ შესაბამის პროცესებში. აქ არის ერთ-ერთი ყველაზე მნიშვნელოვანი მაგალითი იმისა, თუ რა დიდი გავლენა აქვს მცირე რნმ-ებს სხეულზე კიბოს დროს. საუბარია ავთვისებიან სიმსივნეზე, რომელსაც ახასიათებს იმ გენების არასწორი გამოხატულება, რომლებიც მოქმედებენ ორგანიზმის საწყისი განვითარების დროს და არა პოსტნატალურ პერიოდში. ეს არის ბავშვთა ტვინის სიმსივნე, რომელიც ჩვეულებრივ ვლინდება ორ წლამდე. სამწუხაროდ, ეს არის კიბოს ძალიან აგრესიული ფორმა და პროგნოზი აქ არასახარბიელოა ინტენსიური მკურნალობითაც კი. ონკოლოგიური პროცესი ვითარდება ტვინის უჯრედებში გენეტიკური მასალის არასწორი გადანაწილების შედეგად. პრომოტორი, რომელიც ჩვეულებრივ იწვევს ცილის კოდირების ერთ-ერთი გენის ძლიერ ექსპრესიას, განიცდის რეკომბინაციას მცირე რნმ-ების კონკრეტულ კლასტერთან. შემდეგ, მთელი ეს გადაწყობილი რეგიონი ძლიერდება: სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, მისი მრავალი ასლი იქმნება გენომში. შესაბამისად, მცირე რნმ-ები, რომლებიც განლაგებულია გადაადგილებულ პრომოტორზე „ქვემოთ“, გამოხატულია იმაზე მეტად, ვიდრე უნდა. აქტიური მცირე რნმ-ების შემცველობის დონე ნორმაზე დაახლოებით 150-1000-ჯერ აღემატება.
ბრინჯი. 18.3.ალკოჰოლით გააქტიურებული მცირე რნმ-ები შეიძლება დაუკავშირდნენ მესინჯერ რნმ-ებს, რომლებიც გავლენას არ ახდენენ ორგანიზმის წინააღმდეგობაზე ალკოჰოლის მიმართ. მაგრამ ეს მცირე რნმ არ უკავშირდება მესინჯერ რნმ-ის მოლეკულებს, რომლებიც ხელს უწყობენ ასეთ წინააღმდეგობას. ეს იწვევს მესინჯერი რნმ-ის მოლეკულების პროპორციის შედარებით უპირატესობას, რომლებიც აკოდირებენ ცილოვან ვარიაციებს, რომლებიც დაკავშირებულია ალკოჰოლის წინააღმდეგობასთან.
ეს კლასტერი აკოდირებს 40-ზე მეტ სხვადასხვა მცირე რნმ-ს. სინამდვილეში, ეს ზოგადად ყველაზე დიდია პრიმატებს შორის. როგორც წესი, იგი გამოხატულია მხოლოდ ადამიანის განვითარების ადრეულ ეტაპზე, ემბრიონის სიცოცხლის პირველ 8 კვირაში. მისი ძლიერი გააქტიურება ჩვილის ტვინში იწვევს კატასტროფულ გავლენას გენეტიკურ ექსპრესიაზე. ერთი შედეგი არის ეპიგენეტიკური ცილის გამოხატვა, რომელიც ამატებს დნმ-ის მოდიფიკაციას. ეს იწვევს დნმ-ის მეთილაციის მთლიან შაბლონში ფართო ცვლილებებს და, შესაბამისად, ყველა სახის გენის არანორმალურ გამოხატვას, რომელთაგან ბევრი მხოლოდ მაშინ უნდა გამოიხატოს, როდესაც ტვინის გაუაზრებელი უჯრედები იყოფა ორგანიზმის განვითარების ადრეულ ეტაპებზე. ასე იწყება კიბოს პროგრამა ბავშვის უჯრედებში 25 .
მსგავსი კომუნიკაცია მცირე რნმ-სა და უჯრედის ეპიგენეტიკურ აპარატურას შორის შეიძლება მნიშვნელოვანი გავლენა იქონიოს სხვა სიტუაციებზე, როდესაც უჯრედები ავითარებენ კიბოსადმი მიდრეკილებას. ეს მექანიზმი ალბათ მივყავართ იმ ფაქტს, რომ მცირე რნმ-ის ექსპრესიის დარღვევის ეფექტი გაძლიერებულია ეპიგენეტიკური მოდიფიკაციების შეცვლით, რომლებიც დედისგან ქალიშვილ უჯრედებს გადაეცემა. ამ გზით შეიძლება ჩამოყალიბდეს გენის ექსპრესიის ბუნებაში პოტენციურად საშიში ცვლილებების სქემა.
ჯერჯერობით, მეცნიერებს არ აქვთ გააზრებული მცირე რნმ-ების ურთიერთქმედების ყველა ეტაპი ეპიგენეტიკურ პროცესებთან, მაგრამ ისინი მაინც ახერხებენ გარკვეული მინიშნებების მიღებას იმის შესახებ, რაც ხდება. მაგალითად, გაირკვა, რომ მცირე რნმ-ების გარკვეული კლასი, რომლებიც ზრდის სარძევე ჯირკვლის კიბოს აგრესიულობას, მიზნად ისახავს მესენჯერის რნმ-ის გარკვეულ ფერმენტებს, რომლებიც აშორებენ მთავარ ეპიგენეტიკურ მოდიფიკაციას. ეს ცვლის კიბოს უჯრედში ეპიგენეტიკური ცვლილებების ნიმუშს და შემდგომში არღვევს გენეტიკურ ექსპრესიას 26 .
კიბოს მრავალი ფორმა ძნელია პაციენტში თვალყურის დევნება. ონკოლოგიური პროცესები შეიძლება მოხდეს ძნელად მისადგომ ადგილებში, რაც ართულებს სინჯის აღების პროცედურას. ასეთ შემთხვევებში ექიმისთვის ადვილი არ არის თვალი ადევნოს კიბოს პროცესის განვითარებას და მკურნალობაზე პასუხს. ხშირად ექიმები იძულებულნი არიან დაეყრდნონ არაპირდაპირ გაზომვებს - ვთქვათ, სიმსივნის ტომოგრაფიულ სკანირებას. ზოგიერთი მკვლევარი თვლის, რომ რნმ-ის მცირე მოლეკულებს შეუძლიათ სიმსივნის განვითარების მონიტორინგის ახალი ტექნიკის შექმნა, რაც ასევე შესაძლებელს გახდის მისი წარმოშობის შესწავლას. როდესაც კიბოს უჯრედები იღუპებიან, მცირე ზომის რნმ ტოვებს უჯრედს, როდესაც ის იშლება. ეს პატარა უსარგებლო მოლეკულები ხშირად ქმნიან კომპლექსებს უჯრედულ ცილებთან ან თავს იხვევენ უჯრედის მემბრანების ფრაგმენტებში. ამის გამო ისინი ძალიან სტაბილურია სხეულის სითხეებში, რაც ნიშნავს, რომ ასეთი რნმ-ების იზოლირება და ანალიზი შესაძლებელია. ვინაიდან მათი რაოდენობა მცირეა, მკვლევარებს ანალიზის ძალიან მგრძნობიარე მეთოდების გამოყენება მოუწევთ. თუმცა აქ შეუძლებელი არაფერია: ნუკლეინის მჟავების თანმიმდევრობის მგრძნობელობა მუდმივად იზრდება 27 . გამოქვეყნდა მონაცემები, რომლებიც ადასტურებს ამ მიდგომის დაპირებას ძუძუს კიბოს 28 , საკვერცხის კიბოს 29 და სხვა ონკოლოგიურ დაავადებებთან დაკავშირებით. ფილტვის კიბოს მქონე პაციენტებში მოცირკულირე მცირე რნმ-ების ანალიზმა აჩვენა, რომ ეს რნმ-ები ეხმარება განასხვავონ პაციენტები ფილტვის ცალკეული კვანძებით (რომლებიც არ საჭიროებენ თერაპიას) და პაციენტებს, რომლებსაც უვითარდებათ ავთვისებიანი სიმსივნური კვანძები (მკურნალობას საჭიროებენ) 30 .
), ხელს უშლის რიბოზომებზე mRNA-ს ტრანსლაციას მის მიერ კოდირებულ ცილად. საბოლოო ჯამში, მცირე ჩარევის რნმ-ების ეფექტი იდენტურია გენის ექსპრესიის უბრალოდ შემცირების.
მცირე შემაფერხებელი რნმ-ები აღმოაჩინეს 1999 წელს დევიდ ბაულკომბის ჯგუფმა დიდ ბრიტანეთში, როგორც მცენარეებში გენის შემდგომი ტრანსკრიპციული დუმილი სისტემის კომპონენტი (ინგლ. PTGS, პოსტტრანსკრიპციული გენის გაჩუმება). ჯგუფმა გამოაქვეყნა თავისი დასკვნები ჟურნალ Science-ში.
ორჯაჭვიან რნმ-ებს შეუძლიათ გაზარდონ გენის ექსპრესია მექანიზმის მეშვეობით, რომელსაც ეწოდება რნმ-დამოკიდებული გენის აქტივაცია. RNAa, მცირე რნმ-ით გამოწვეული გენის აქტივაცია). ნაჩვენებია, რომ ორჯაჭვიანი რნმ-ები, რომლებიც ავსებენ სამიზნე გენების პრომოტორებს, იწვევენ შესაბამისი გენების გააქტიურებას. რნმ-დამოკიდებული აქტივაცია სინთეზური ორჯაჭვიანი რნმ-ების შეყვანისას ნაჩვენებია ადამიანის უჯრედებში. არ არის ცნობილი, არსებობს თუ არა მსგავსი სისტემა სხვა ორგანიზმების უჯრედებში.
არსებითად ნებისმიერი გენის სურვილისამებრ გამორთვის უნარით, რნმ-ის ჩარევამ, რომელიც დაფუძნებულია მცირე ინტერფერენციულ რნმ-ებზე, წარმოქმნა უზარმაზარი ინტერესი ძირითადი და გამოყენებითი ბიოლოგიის მიმართ. RNAi-ზე დაფუძნებული ფართო სპექტრის ანალიზების რაოდენობა ბიოქიმიურ გზებში მნიშვნელოვანი გენების იდენტიფიცირებისთვის მუდმივად იზრდება. ვინაიდან დაავადებების განვითარებას ასევე განსაზღვრავს გენების აქტივობა, მოსალოდნელია, რომ ზოგიერთ შემთხვევაში გენის გამორთვა მცირე ინტერფერენციული რნმ-ით შეიძლება ჰქონდეს თერაპიული ეფექტი.
თუმცა, რნმ-ის ინტერფერენციის გამოყენება, რომელიც დაფუძნებულია მცირე ინტერფერენციულ რნმ-ებზე ცხოველებზე და განსაკუთრებით ადამიანებზე, ბევრ სირთულეს აწყდება. ექსპერიმენტებმა აჩვენა, რომ მცირე ინტერფერენციული რნმ-ის ეფექტურობა განსხვავებულია სხვადასხვა ტიპის უჯრედებისთვის: ზოგიერთი უჯრედი ადვილად რეაგირებს მცირე ინტერფერენციული რნმ-ის მოქმედებაზე და აჩვენებს გენის ექსპრესიის დაქვეითებას, ზოგიერთში კი ეს არ შეინიშნება, მიუხედავად ეფექტური ტრანსფექციისა. ამ ფენომენის მიზეზები ჯერ კიდევ ცუდად არის გასაგები.
2005 წლის ბოლოს გამოქვეყნებული პირველი ორი RNAi თერაპიული პრეპარატის (განკუთვნილი მაკულარული დეგენერაციის სამკურნალოდ) პირველი ფაზის ცდების შედეგები აჩვენებს, რომ წამლები, რომლებიც დაფუძნებულია მცირე ინტერფერენციულ რნმ-ზე, ადვილად იტანენ პაციენტებს და აქვთ მისაღები ფარმაკოკინეტიკური თვისებები.
ებოლას ვირუსზე ორიენტირებული მცირე ინტერფერენტული რნმ-ების წინასწარი კლინიკური კვლევები მიუთითებს, რომ ისინი შეიძლება ეფექტური იყოს დაავადების შემდგომი ექსპოზიციის პროფილაქტიკისთვის. ამ წამალმა საშუალება მისცა გადარჩენილიყო ექსპერიმენტული პრიმატების მთელი ჯგუფი, რომლებმაც მიიღეს ზაირის ებოლავირუსის ლეტალური დოზა.
