بالعربي

حمض نووي ريبوزي ناقل (Transfer RNA)

 

تفاعل الحمض النووي الريبوزي النقال
الحمض النووي الريبوزي الناقل[1] أو ر ن أ ناقل[2] الحمض النووي الريبوزي النقال (بالإنجليزية: Transfer RNA or tRNA) هو جزيء محول يتكون من الحمض النووي الريبوزي عادة طوله من 73 حتى 93 نوكليوتيد وهو بمثابة الرابط الفعلي بين تسلسل النوكليوتيدات الحمض النووي (الحمض النووي الريبوزي منقوص الأكسجين والحمض النووي الريبوزي) وتسلسل الأحماض الأمينية للبروتينات.
وظيفة الحمض النووي الريبوزي النقال tRNA هي قراءة كودون (ثلاث نيوكليوتيدات) الذي يحمل الآر أن إيه الرسول mRNA ، وإذا كان لديه الحمض الأميني المناسب للثلاثة (حسب الشيفرة الجينيّة), فإنه يرتبط إلى الريبوسوم, حيث يتم إرفاقه بسلسلة البروتينات المبنية. بالتالي، الحمض النووي الريبوزي النقال tRNA يقف في مركز عملية الترجمة.
الحمض النووي الريبوزي النقال tRNA يشكل ما بين 10 ٪ و 15 ٪ من الحمض النووي الريبوزي RNA بخلايا البكتيريا. خلية بكتيريّة متوسطة تتضمن حوالي 400,000 من جزيئات الحمض النووي الريبوزي النقال tRNA.

تفاعل الحمض النووي الريبوزي الناقل والحمض النووي المرسال في عملية صنع البروتين

نظرة عامة

الرنا المرسال يحدد تسلسل النوكليوتيدات الذي يتم دمج الأحماض الأمينية في البروتين المنتج من الجينات التي تم نسخها مرنا، ودور الحمض الريبي النووي النقال هو تحديد أي تسلسل من الشفرة الوراثية يقابل التي الأحماض الأمينية. [3]
] في واحد من نهاية الحمض الريبي النووي النقال يقوم بترجمة الشفرة الوراثية في تسلسل النوكليوتيدات ثلاثة يسمى في مقابل الترميز. في مقابل كودونات الترميز تتشكل ثلاثة أزواج قاعدة تتناسق مع كودون في مرنا أثناء بناء البروتين
يكون البروتين مشفر من ال mRNA على شكل سلسلة من الكودونات المتجاورة، كل منها يمكن التعرف عليه من قبل الحمض الريبي النووي النقال معين
و على الطرف الآخر من الحمض الريبي النووي النقال هو تعلق بالأحماض الأمينية تتطابق مع تسلسل مقابلة الترميز. كل نوع من الاحماض الريبية النووي النقال جزيء يمكن تركيبها على نوع واحد فقط من الأحماض الأمينية، لذلك كل كائن حي له أنواع كثيرة من الحمض الريبي النووي النقال (في الواقع، لأن الشفرة الوراثية يحتوي الكودونات المتعددة التي تحدد نفس الأحماض الأمينية، وهناك العديد من جزيئات الحمض الريبي النووي النقال تحمل مقابلات ترميز مختلفة والتي تحمل أيضا نفس الأحماض الأمينية).
يتم تحفيز الرابطة التساهمية إلى نهاية 3 الحمض الريبي النووي النقال عن طريق الإنزيمات يسمى الحمض الريبي النووي النقال مصنع الحمض النووي ((aminoacyl tRNA synthetases. خلال صنع البروتين، يقوم tRNAs بتسليم الأحماض الأمينية المرفقة إلى الريبوسوم من خلال بروتينات تسمى عوامل استطالة (EF-تو في البكتيريا، ضعيف-1 في حقيقيات النوى)، التي تساعد في فك رموز تسلسل مرنا رامزة . واذا وافق الكودون (مقابل الترميز) في ال Trna نظيره في ال Mrna يكون هناك trna موجود بالفعل على الريبوسوم الذي يعمل على استطالة الحماض النووية للبروتين المصنع التي تعلق على 3″ نهاية 3 الحمض الريبي النووي النقال التي سلمت حديثا، وهو تفاعل يحفزه الريبوسوم.
وهناك عدد كبير من النيوكليوتيدات الفردية في جزيء الحمض الريبي النووي النقال يجوز تعديل كيميائيا، ي كثير من الأحيان باضافة مجموعة methyl أو نزع الأميد . تؤثر هذه القواعد الغير عادية في بعض الأحيان الحمض الريبي النووي النقال التفاعل مع الريبوسومات وأحيانا تحدث في مقابلة الرامزة لتغيير قواعد خصائص الاقتران [4]: 29.1.2

هيكل

بنية الحمض الريبي النووي النقال يمكن أن تتحلل إلى هيكلها الأساسي وهيكلها الثانوي (تصور عادة على أنها هيكل البرسيم)، وهيكلها العالي [5] (جميع tRNAs يكون لها هيكل ثلاثي الابعاد على شكل حرف L مماثلة تسمح لهم لتناسب P وهناك مواقع الريبوسوم). يصبح هيكل ورقة البرسيم هيكل على شكل L-ثلاثي ابعاد من خلال التراص المحورية للاللوالب، وهو الهيكل الثالث RNA المشترك.
وتتفاوت أطوال كل ذراع، وكذلك “قطر” حلقة، في جزيء الحمض الريبي النووي النقال من نوع إلى نوع. [5] [6]
مركب ثنائي للحمض النووي النقال من الخميرة

هيكل ورقة البرسيم الثانوي من الحمض الريبي النووي النقال الفنيل ألانين من الخميرة.

ويتكون هيكل الحمض الريبي النووي النقال مما يلي:

1- مجموعة الفوسفات 5’المحطة.
2- المستقبل الناشئ هو زوج مكون من 7- 9-قاعدة (بي بي) التي تقترن بقاعدة النوكليوتيدات 5′-الطرفية مع النوكليوتيدات 3′-محطة (الذي يحتوي على مجموعة التقييم القطري المشترك 3′-الطرفية المستخدمة لتوصيل الاحماض الأمينية). قد يحتوي المستقبل الناشئ غير ازوا قاعدية من واتسون-كريك [5] [7]
3- تكون نهاية ال CCA باحماض امينية مكونة من تسلسل السيتوزين-السيتوزين-الأدنين في نهاية 3 ‘من جزيء الحمض الريبي النووي النقال. الأحماض الأمينية يتم تحميلها على الحمض الريبي النووي النقال من قبل أمينوأسيل بالحمض الريبي النووي النقال synthetases، لتشكيل الحمض الريبي النووي النقال أمينوأسيل- ، المضافين تساهميا إلى مجموعة 3’-الهيدروكسيل على النهاية المشتركة للرابطة . [8] . ] هذا التسلسل مهم لكي يميز الحمض الريبي النووي النقال الانزيمات في عملية الترجمة. [9] [10[
في بدائيات النوى، تسلسل ال CCA يكون في بعض متواليات الحمض الريبي النووي النقال. في معظم tRNAs أولية النواة وحقيقية النواة ، يتم إضافة تسلسل CCA أثناء المعالجة، وبالتالي لا تظهر في الجينات الحمض الريبي النووي النقال. [11]
4- الذراع D هو المستقبل المحتوي على 4- 6-BP التي تنتهي في حلقة التي غالبا ما يحتوي على dihydrouridine] 5
5- الذراع مقابلة الرامزة هو مستقبل 5-BP التي تحتوي على حلقة مقابلة الرامزة. [5] “ويتضمن الهيكل الأساسي للمقابلة الرامزة ولكن بترتيب عكسي، منذ 3’إلى 5 ‘من الحمض الريبي النووي النقال من 3 إلى 5’إلى مطلوب الاتجاهية لقراءة مرنا من-5’إلى 3.
6- الذراع T هو 4- ل5- المستقبلة التي تحتوي على تسلسل TΨC حيث Ψ غير سودويوريدين، ويوريدين المعدلة. [5]
7- القواعد التي تم تعديلها، وخاصة من قبل اضافة ال Methyle (مثل الحمض الريبي النووي النقال (جوانين-N7 -) – ناقلة الميثيل)، تحدث في مواقع عدة في جميع أنحاء الحمض الريبي النووي النقال. يتم تعديل قاعدة مقابلة الرامزة الأولى، أو مكان التأرجح أحيانا إلى إينوزين (مشتقة من الأدنين)، سودويوريدين أو lysidine (مشتقة من السيتوزين). [12[

Tertiary structure of tRNA. CCA tail in yellow, Acceptor stem in purple, Variable loop in orange, D arm in red, Anticodon arm in blue with Anticodon in black, T arm in green

مقابل الترميز

مقابل الترميز [13] هو وحدة كودون تتكون من ثلاثة نيوكليوتيدات التي تتوافق مع القواعد الثلاث من كودون على مرنا . يحتوي كل حمض ريبي نووي نقال على مقابل ترميز في تسلسل محدد الثلاثي الذي يمكن ان تربط زوج واحد أو أكثر من الكودونات لمن الأحماض الأمينية. يمكن لبعض مقابلات الترميز ان ترتبط مع أكثر من كودون واحد بسبب ظاهرة تعرف باسم اقتران قاعدة التأرجح. . في كثير من الأحيان لا يتم العثور على النوكليوتيدات الأولى من مقابل الترميز على مرنا: إينوزين، والتي يمكن ان تربط الهيدروجين إلى اكثر من قاعدة واحدة في مكان الكودون المقابل [4]: 29.3.9 , ومن الشائع لحمض أميني واحد في الشيفرة الوراثية ان يحدد بأكثر من احتمال بكل الاماكن بثلاثة او اربعة ، أو على الأقل من قبل كل من البريميدينات والبيورينات. على سبيل المثال، يتم ترميزالحمض النووي جلايسين بمتواليات كودون GGU، GGC، GGA، وGGG. قد تظهر النيوكليوتيدات الأخرى المعدلة أيضا في مكان مقابل الترميز الأولى – التي تعرف أحيانا باسم “مكان التأرجح” – مما أدى إلى بعض التغييرات الطفيفة على الشفرة الوراثية، كما هو الحال مثلا في الميتوكوندريا [14]
لتوفير المراسلات للنقل الخاص بين جزيئات الحمض الريبي النووي النقال والكودونات التي تحدد الأحماض الأمينية، سيكون هناك حاجة إلى 61 أنواع من الجزيئات الحمض الريبي النووي النقال لكل خلية. ومع ذلك، فإن العديد من الخلايا تحتوي على أقل من 61 نوع من tRNAs لأن ” مكان التأرجح : قادرعلى ربط إلى نواقل عدة من الكودونات التي تحدد حمض أميني معين , ولكن ليس بالضرورة كل شيء،. لذلك ويطلب ما لا يقل عن 31 الحمض الريبي النووي النقال لترجمةكل الكودونات المكونة من 61 من الشفرة الجينية القياسية. [3] [15]

أَسْيَلَة الحمض الاميني

انظر أيضا: أَسْيَلَة الحمض الاميني -الحمض الريبي النووي النقال
أَسْيَلَة الحمض الاميني هو عملية إضافة مجموعة أمينوأسيل إلى المركب. وتنتج جزيء الحمض الريبي النووي النقال مع نهايته CCA 3 “مرتبطة تساهميا إلى الأحماض الأمينية.
كل حمض ريبي نووي نقال يضاف اليه مجموعة امينو اسيل (أو مشحونة) مع حمض أميني معين من قبل انزيم صنع أمينوأسيل للحمض الريبي النووي النقال. عادة هناك انزيم واحد ل أمينوأسيل الحمض الريبي النووي النقال لكل الأحماض الأمينية، وعلى الرغم من أن يمكن أن يكون هناك أكثر من الحمض الريبي النووي النقال، واكثر من مقابل الترميز ، للاحماض الأمينية. حيث لا يتم التعرف على الحمض النووي النقال لها من خلال مقابل الترميز . بل يتم التعرف من قبل هذا الانزيم على الحمض النووي النقال المناسب من خلال القواعد المستقبلة الاساسية التي تلعب دورا اساسيا [16]
التفاعل :
الأحماض الأمينية + ATP → أمينوأسيل-AMP + ppi
أمينوأسيل-AMP + الحمض الريبي النووي النقال → أمينوأسيل-الحمض الريبي النووي النقال + AMP
يمكن لبعض الكائنات الحية ان يكون لديها أمينوأسيل واحد أو أكثر مفقود من صانع الحمض الريبي النووي النقال. وهذا يؤدي إلى شحن الحمض الريبي النووي النقال من الأحماض الأمينية ذات الصلة كيميائيا. اخيرا هناك انزيم أو انزيمات عدة تعدل الأحماض الأمينية إلى ناتج نهائي. على سبيل المثال، هيليكوباكتر بيلوري ( بكتيريا ) لديها غلوتامينيل مفقود من صانع الحمض الريبي النووي النقال. وهكذا، فان صانع الغلوتامات الحمض الريبي النووي النقال يقوم بشحن الحمض الريبي النووي النقال الجلوتامين (الحمض الريبي النووي النقال-GLN) مع الغلوتامات . يقوم بعدها ناقل الاميد بتحويل سلسلة الجانب الحمضية من الغلوتامات إلى أميد، وتشكيل GLN-الحمض الريبي النووي النقال-GLN مشحونة بشكل صحيح.

الربط على الريبوسوم

يحتوي الريبوسوم على ثلاثة مواقع لترتبط بها جزيئات الحمض الريبي النووي النقال التي تغطي مساحة بين اثنين من مفارز الريباسي: A (أمينوأسيل)، [18] F (ببتيديل)، وE المواقع (الخروج). وبالإضافة إلى ذلك، يحتوي الريبوسوم على اثنين من مواقع أخرى لالحمض الريبي النووي النقال التي يتم استخدامها أثناء فك مرنا أو أثناء الشروع في صنع البروتين. هذه هي موقع T (يسمى عامل استطالة Tu) والموقع الأول (بدء). [19] [20] . ومن النتعارف عليه ان واقع الربط الحمض الريبي النووي النقال مع الموقع على وحدات الريبوسوم الصغير يتم أولا ومن ثم على موقع الوحدات في الريبوسوم الكبير .
على سبيل المثال موقع A على الريبوسوم يرمز له ب A/A , وموقع P، P / P، وموقع E، E / E. .[[19 . وقد تم تحديد البروتينات ملزمة مثل L27، L2، L14، L15، L16 في مواقع A- وP- حسب بيانتها بالميل للربط على A- وP- Czernilofsky وآخرون. (بروك. NATL. أكاد. الخيال العلمي، الولايات المتحدة الأمريكية، ص 230-234، 1974).

The range of conformations adopted by tRNA as it transits the A/T through P/E sites on the ribosome. The Protein Data Bank (PDB) codes for the structural models used as end points of the animation are given. Both tRNAs are modeled as phenylalanine-specific tRNA from Escherichia coli, with the A/T tRNA as a homology model of the deposited coordinates. Color coding as shown for tRNA tertiary structure. Adapted from.[17]

The range of conformations adopted by tRNA as it transits the A/T through P/E sites on the ribosome. The Protein Data Bank (PDB) codes for the structural models used as end points of the animation are given. Both tRNAs are modeled as phenylalanine-specific tRNA from Escherichia coli, with the A/T tRNA as a homology model of the deposited coordinates. Color coding as shown for tRNA tertiary structure. Adapted from.[17]
عندما تتم عملية الترجمة ، ويقع الحمض الريبي النووي النقال الاول في الموقع / P P، وعلى استعداد لدورة استطالة هو موضح أدناه.
خلال عملية اطالة الترجمة , يتم ربط الحمض النووي الريبي الناقل الاول إلى الريبوسوم كجزء من المركب مع عامل استطالة تو (EF- Tu ) أو حقيقية النواة (eEF-1) أو نظيره archaeal.
يسمى الموقع الاولي لربط الريبوسوم موقع A/T , حيث يتم في نصفه وهو موقع A , فك شيفرة الحمض النووي المرسال داخل قطعة الريبوسوم الصغيرة . موقع فك شيفرة الحمض النووي المرسال يكون حيث يتم قراءة مرنا رامزة من خلال الترجمة. أما في النصف الاخر في الموقع الاول وهو موقع ال T يكون على القطعة الكبيرة للريبوسوم حيث تتفاعل EF-Tu or eEF-1 مع الريبوسوم .
عندما تتم عملية فك شيفرة الحمض النووي المرسال , يرتبط الحمض النووي الناقل الذي تم اضافة الامينو اسيل له بالربط على موقع ال A/A وهو جاهز للربط ه الببتيد المقبل التي سيتم تشكيلها إلى الأحماض الأمينية المرفقة به, ومن ثم يقوم ببتيديل-الحمض الريبي النووي النقال، بينقل ببتيد ( سلسلة الاحماض النووية الناتجة ) المتنامية لأمينوأسيل-الحمض الريبي النووي النقال من موقع A ، للربط في الموقع P / P , وعندما تتشكل الرابطة الببتيدية ينفك الحمض الريبي النووي النقال في الموقع / P P، أو لديه النهاية الحرة من جهة 3، و يقوم بعدها الحمض الريبي النووي النقال في الموقع A بحمل سلسلة الببتيد المتنامية.
و للسماح للدورة استطالة المقبلة , يقوم الحمض النووي الناقل بالتحرك من خلال الهجين A / P و P / E في المواقع ، قبل الانتهاء من دوره والمقيمين في P / P ومواقع / E E. عندما تنتقل الاحماض النووية الناقلة من A / A و P / P إلى مواقع P / P و E / E،يكون تم نقل الحمض النووي المرسال ايضا من الكودون الحالي ويكون حينها موقع A/T شاغرا وعلى استعداد لاستقبال فك شيفرة جديدة لدورة اخرى من الحمض النووي المرسال . الحمض الريبي النووي النقال يرتبط في موقع E / E ثم يترك الريبوسوم.
الموقع P / I هو في الواقع أول ما يربط أمينوأسيل الحمض الريبي النووي النقال، والتي يتم تسليمها من قبل عامل بدء دعا IF2 في البكتيريا. [20[ , ومع ذلك، لم يتم تأكيد وجود موقع P / I في ريبوسوم حقيقية النواة أو البدائيات . وقد تم تحديد البروتين الموقع P L27 بوصف تقارب معرف ب . E Collatz وإقامة كاملة Czernilofsky (FEBS بادئة رسالة، المجلد 63، ص 283-286، 1976)

جينات الحمض الريبي النووي النقال

تختلف الكائنات الحية في عدد من الجينات الحمض الريبي النووي النقال في الجينوم الخاصة بهم. مثلا الدودة الخيطية وجيم ايليجانس ، وهي تستخدم عادة كائن نموذج في دراسات علم الوراثة، لديها 29647 [21] جين في الجينوم النووي، منها 620 رمز للحمض الريبي النووي النقال. [22] [23] والخميرة في مهدها خميرة الخباز لديها 275 جينات الحمض الريبي النووي النقال في الجينوم.
في الجينوم البشري، والتي، وفقا ليناير تقديرات عام 2013، فيه حوالي 20848 ترميز لجينات البروتين [24] في المجموع، هناك 497 الجينات النووية ترميز جزيئات الحمض الريبي النووي النقال في السائل الخلوي، و 324 للحمض الريبي النووي النقال الوهمية-الجينات الوهمية- التي يعتقد ان لا وظيفة لها [25] (وقد ثبت tRNAs الزائفة تشارك في مقاومة المضادات الحيوية في البكتيريا). [26]
هناك مناطق في الكروموسومات النووية، مشابهة جدا في تسلسل جينات الحمض الريبي النووي النقال في الميتوكوندريا، تم تحديدها كمتشابهات الحمض النووي النقال , تم اعتبارها كجزء من الحمض النووي (الجينات المنقولة من الميتوكوندريا ل النواة). [27] [28] .
كما هو الحال مع جميع حقيقيات النوى، هناك 22 جينات الحمض الريبي النووي النقال للميتوكوندريا في البشر[29]. وقد ارتبطت طفرات في بعض هذه الجينات مع الأمراض الحادة مثل متلازمة ميلاس.
ويمكن تجميع الجينات الحمض الريبي النووي النقال في السائل الخلوي إلى 49 مجموعة وفقا لخصائصها مقابلة الرامزة. و تم العثور على هذه الجينات على كل كروموسوم، باستثناء 22 و Y كروموسوم. لوحظ تجمع كبير من جينات الحمض الريبي النووي النقال على الكروموسوم 6 P (140)، وكذلك في كروموسوم 1. [25]
وقد اقرت جنة تسمية الجين (HGNC) بالتعاون مع قاعدة بيانات الجينوم الحمض الريبي النووي النقال (الحمض الريبي النووي النقال) والخبراء في هذا المجال أسماء فريدة من نوعها لالجينات البشرية التي تكود tRNAs

التطور

محتوى الجينوم الحمض الريبي النووي النقال هو ميزة تمييز من الجينوم بين المجالات الحيوية للحياة: العتائق (Archaea) تقدم أبسط مثال من حيث محتوى الحمض الريبي النووي النقال الجيني مع عدد موحد من نسخ الجينات، البكتيريا لديها محتوى متوسط في حين حقيقيات النوى يقدم الوضع الأكثر تعقيدا [30].
ليس فقط ان حقيقيات النوى تحتوي على محتوى أكبر من المادة الوراثية , ولكن ايضا هناك تباين كبير عدد نسخ الجين بين متماثلات المستقبلات المختلفة , وهذا التعقيد أن ذلك يعود إلى الازدواجية في الجينات الحمض الريبي النووي النقال والتغيرات في خصوصية مقابلة الرامزة [بحاجة لمصدر].
وقد تم ربط تطور الحمض الريبي النووي النقال في عدد نسخ الجين عبر الأنواع المختلفة لظهور إنزيمات معينة الحمض الريبي النووي النقال المعدلة (ميثيل يوريدين في البكتيريا، انزيم مزيل الامين الأدينوزين في حقيقيات النوى)، التي تزيد من قدرة فك من الحمض الريبي النووي النقال معين. [30] وكمثال على ذلك، tRNAAla يشفر أربعة متماثلات المستقبلات الحمض الريبي النووي النقال مختلفة (AGC، UGC ، GGC وCGC). في حقيقيات النوى، تثري متماثلات المستقبلات (AGC) في الجين عدد نسخة بالمقارنة مع بقية متماثلات المستقبلات وهذا قد يرتبط بها تعديل A-إلى-I من قاعدة التأرجح. وقد تبين هذا الاتجاه نفسه بالنسبة لمعظم الأحماض الأمينية في حقيقيات النوى , علاوة على ذلك , يعتبر تأثير هذه التعديلات الحمض الريبي النووي النقال الاثنين أيضا تحيز في استخدام الكودون . في الجينات الاكثر ظهورا تكون غنية بالكودونات التي سيتم فك شيفرتها في ال tRNAs المعدل , الذي يشير إلى وجود دور محتمل لهذه الكودونات وبالتالي هذه التعديلات الحمض الريبي النووي النقال في كفاءة الترجمة. [30]

الاجزاء المشتقة من الحمض النووي النقال

الاجزاء المشتقة من الحمض النووي النقال ( او tRFs) هي عبارة عن جزيئات القصيرة التي تظهر بعد انشقاق من tRNAs الجاهزة أو من اصولها . [31] [32] [33] [34] , كل من tRNAs في السائل الخلوي والميتوكوندريا يمكن أن تنتج اجزاء مشتقة. [35] هناك أربعة أنواع من المركبات على الأقل للtRFs يعتقد أن تنشأ من tRNAs الجاهزة، بما في ذلك الحمض الريبي النووي النقال الطويل نسبيا والقصير 5’- tRFs , 3’-tRFs و i-tRFs.[31][35][36]
يمكن ان يقطع الحمض النووي النقال لينتج مركبات متسلسة من 5 إلى 3 . تشمل انزيمات القطع انجيوجنين , دايسر , ريبونوكلياز Z وريبونوكلياز P . [31] [32]
وخاصة في حالة ال انجيوجنين تحتوي ال tRFs بشكل مميز على فوسفات حلقي في النهاية 3 ,ومجموعة هيدروكسل في النهاية 5 [37] .
ال tRF لها تبعيات والأدوار المتعددة. كما أنهم يظهرون تغييرات كبيرة بين الجنسين، بين الأجناس وحالة المرض. [35] وظيفيا، ويمكن تحميلها على Ago والعمل من خلال مسارات RNAi ، [36] [38] [33] [35] المشاركة في تشكيل حبيبات الضغط، [39] التي استبدلت الحمض النووي المرسال من مكان ربطه [40] وثبطت عماية الترجمة [41] , على مستوى الاجهزة او الاعضاء ، الأربعة أنواع من tRFs لها طائفة متنوعة من الأنشطة . وظيفيا، ترتبط tRFs مع عدوى فيروسية، [42] السرطان، [35] [36] تكاثر الخلايا [37] وأيضا مع التنظيم الايضي عبر الأجيال جينية. [43] لا تقتصر tRFs إلى البشر، ولكن ثبت أنها موجودة في الكائنات متعددة. [36] [44] [45] [46] .
هناك موقعين الكترونيين لهؤلاء المهتمين في معرفة المزيد عن tRFs : : the framework for the interactive exploration of mitochondrial و nuclear tRNA fragments (MINTbase)[47] and the relational database of Transfer RNA related Fragments(tRFdb),.[48
يوفر MINTbase أيضا مخطط التسمية لتسمية tRFs دعا لوحات TRF-الترخيص التي هي مستقلة الجينوم.

النشوء الحيوي للحمض النووي النقال

في الخلايا حقيقية النواة، ينسخ الحمض النووي النقال عن طريق انزيم البوليميرز 3 , ككونة ما قبل ال tRNA في النواة [49] .
يتعرف البوليميرز 3 على منطقتين عاليتين التحفيز : منطقة تنظيم الداخل جيني 5 , (5′-ICR, D-control region, A box) , ومنطقة الداخل جيني 3 (T-control region or B box) , في داخل الحمض النووي الناقل [2][50][51] .
يقع المحفز الاول على بعد +8 من الحمض النووي النقال الجاهز و يقع المحفز الثاني على بعد 30-60 من النيوكليوتيدات نزولا عن الاول , ويتوقف النسخ بعد ارب عاو اكثر من الثايمين
يخضع الحمض النووي النقال غير الجاهز إلى العديد من التعديلات في النواة , يحتوى بعضه على انترونات التي تقطع لتشكل الحمض النووي النقال الفاعل [52[ , في البكتيريا تنقسم هذه الجزيئات ذاتيا , اما في حقيقيات النوى وال archaea تتم إزالتها من قبل نوكلياز داخلي الحمض الريبي النووي النقال-الربط. [53] , يحتوي حمض النووي النقال ير الجاهز في حقيقيات النوى على جزئ حلزوني منتفخ (BHB) الذي يحمل اهمية في تمييزه و ربطه الدقيق من الحمض الريبي النووي النقال في الانترون من قبل نوكلياز داخلي. [54] هذا الموقع والهيكل يحفظ ومع ذلك، بعض الكائنات الحية، مثل الطحالب وحيدة الخلية لديها مكان غير متعارف عليه من BHB وكذلك 5′- و3’ينتهي تسلسل انقسام الإنترون. [54]
يتم إزالة التسلسل عن طريق ريبونوكلياز P، [55] في حين أن 3 ‘5 تتم إزالة نهايته بواسطة انزيم tRNase Z [65] .
والاستثناء الملحوظ هو في archaeon equitans Nanoarchaeum، التي لا تمتلك إنزيم ريبونوكلياز P والمحفز الذي يوضع فيبدو هنا أن النسخ يبدأ في ‘نهاية 5 من الحمض الريبي النووي النقال الجاهز. في القالب يضاف ثلاثي النهاية من CCA بواسطة ترانسفيراز نوكليوتيديل. [58]
و قبل أن يتم نقل tRNAs إلى السيتوبلازم عن طريق Los1/Xpo-t,[59][60] يكون الحمض النووي النقال تمت لع عملية الايمنواسيل .[61] لم يتم حفظ ترتيب معالجة الأحداث. على سبيل المثال، في الخميرة، لا تتم الربط في النواة ولكن في الجانب حشوية أغشية الميتوكوندريا. [62]
انترون منتفخ الحلقة من الحمض النووي الناقل

انترون منتفخ الحلقة من الحمض النووي الناقل

التاريخ

وقد افترض وجود الحمض الريبي النووي النقال لأول مرة فرانسيس كريك، استنادا إلى افتراض أن يجب أن يكون موجودا هناك جزيء محول قادر على التوسط في ترجمة RNA في أبجدية البروتين. وقد أجريت أبحاث كبير على هيكل في 1960s في وقت مبكر عن طريق أليكس الغنية ودون كاسبار، اثنين من الباحثين في بوسطن، ومجموعة جاك فريسكو في جامعة برينستون ومجموعة المملكة المتحدة في كينجز كوليدج في لندن. [63] في عام 1965، أفاد روبرت هولي من جامعة كورنيل الهيكل الأساسي واقترح ثلاثة هياكل الثانوية. وقد تبلور [64] الحمض الريبي النووي النقال لأول مرة في ماديسون بولاية ويسكونسن، من قبل روبرت بوك. [65] وقد تأكدت هيكل ورقة البرسيم من قبل العديد من الدراسات الأخرى في السنوات التالية [66] وأخيرا أكد باستخدام دراسات البلورات بالأشعة السينية في عام 1974. مجموعتان مستقلة، كيم سونغ-هوى تعمل تحت الكسندر ريتش ومجموعة البريطانية برئاسة آرون كلوغ، نشرت نتائج البلورات نفسها في غضون عام. [67] [68]

انظر ايضا

Cloverleaf model of tRNA
Kim Sung-Hou
Kissing stem-loop
mRNA
non-coding RNA and introns
Slippery sequence
tmRNA
Transfer RNA-like structures
Translation
tRNADB
Wobble hypothesis

المراجع

Plescia, O J; Palczuk, N C; Cora-Figueroa, E; Mukherjee, A; Braun, W (October 1965). “Production of antibodies to soluble RNA (sRNA)”. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 54 (4): 1281–1285. doi:10.1073/pnas.54.4.1281. PMC 219862. PMID 5219832.
^ Jump up to: a b c Sharp, Stephen J; Schaack, Jerome; Cooley, Lynn; Burke, Deborah J; Soll, Dieter (1985). “Structure and Transcription of Eukaryotic tRNA Genes”. CRC Critical Reviews in Biochemistry. 19 (2): 107–144. doi:10.3109/10409238509082541. PMID 3905254. Retrieved 23 November 2014.
^ Jump up to: a b Crick F (1968). “The origin of the genetic code”. J Mol Biol. 38 (3): 367–379. doi:10.1016/0022-2836(68)90392-6. PMID 4887876.
^ Jump up to: a b Stryer L, Berg JM, Tymoczko JL (2002). Biochemistry (5th ed.). San Francisco: W.H. Freeman. ISBN 0-7167-4955-6.
^ Jump up to: a b c d e f Itoh, Yuzuru; Sekine, Shun-ichi Sekine; Suetsugu, Shiro; Yokoyama, Shigeyuki (6 May 2013). “Tertiary structure of bacterial selenocysteine tRNA”. Nucleic Acids Research. 41 (13): 6729–6738. doi:10.1093/nar/gkt321. PMC 3711452. PMID 23649835. Retrieved 23 November 2014.
Jump up ^ Goodenbour, J. M.; Pan, T. (29 October 2006). “Diversity of tRNA genes in eukaryotes” (PDF). Nucleic Acids Research. 34 (21): 6137–6146. doi:10.1093/nar/gkl725. PMC 1693877. PMID 17088292. Retrieved 23 November 2014.
Jump up ^ Jahn, Martina; Rogers, M. John; Söll, Dieter (18 July 1991). “Anticodon and acceptor stem nucleotides in tRNAGln are major recognition elements for E. coli glutaminyl-tRNA synthetase”. Nature. 352 (6332): 258–260. doi:10.1038/352258a0. PMID 1857423. Retrieved 23 November 2014.
Jump up ^ Ibba, Michael; Söll, Dieter (June 2000). “Aminoacyl-tRNA Synthesis”. Annual Review of Biochemistry. 69 (1): 617–650. doi:10.1146/annurev.biochem.69.1.617. PMID 10966471. Retrieved 23 November 2014.
Jump up ^ Sprinzl, M., and Cramer, F. (1979) Prog. Nucleic Acids Res. Mol. Biol. 22, 1–16
Jump up ^ Green, R., and Noller, H. F. (1997) Annu. Rev. Biochem. 66, 679–716
Jump up ^ Aebi M, Kirchner G, Chen JY, et al. (September 1990). “Isolation of a temperature-sensitive mutant with an altered tRNA nucleotidyltransferase and cloning of the gene encoding tRNA nucleotidyltransferase in the yeast Saccharomyces cerevisiae”. J. Biol. Chem. 265 (27): 16216–16220. PMID 2204621.
Jump up ^ McCloskey, James A.; Nishimura, Susumu (November 1977). “Modified nucleosides in transfer RNA”. Accounts of Chemical Research. 10 (11): 403–410. doi:10.1021/ar50119a004. Retrieved 23 November 2014.
Jump up ^ Felsenfeld G, Cantoni G; Cantoni (1964). “Use of thermal denaturation studies to investigate the base sequence of yeast serine sRNA”. Proc Natl Acad Sci USA. 51 (5): 818–26. Bibcode:1964PNAS…51..818F. doi:10.1073/pnas.51.5.818. PMC 300168. PMID 14172997.
Jump up ^ Suzuki, T; Suzuki, T (June 2014). “A complete landscape of post-transcriptional modifications in mammalian mitochondrial tRNAs.”. Nucleic Acids Research. 42 (11): 7346–57. doi:10.1093/nar/gku390. PMID 24831542.
Jump up ^ Lodish H, Berk A, Matsudaira P, Kaiser CA, Krieger M, Scott MP, Zipursky SL, Darnell J. (2004). Molecular Biology of the Cell. WH Freeman: New York, NY. 5th ed.
Jump up ^ Schimmel P, Giege R, Moras D, Yokoyama S; Giege; Moras; Yokoyama (1993). “An operational RNA code for amino acids and possible relationship to genetic code”. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 90 (19): 8763–876. Bibcode:1993PNAS…90.8763S. doi:10.1073/pnas.90.19.8763.
Jump up ^ Dunkle JA, Wang L, Feldman MB, Pulk A, Chen VB, Kapral GJ, Noeske J, Richardson JS, Blanchard SC, Cate JH; Wang; Feldman; Pulk; Chen; Kapral; Noeske; Richardson; Blanchard; Cate (2011). “Structures of the bacterial ribosome in classical and hybrid states of tRNA binding”. Science. 332 (6032): 981–984. Bibcode:2011Sci…332..981D. doi:10.1126/science.1202692. PMC 3176341. PMID 21596992.
Jump up ^ Konevega, AL; Soboleva, NG; Makhno, VI; Semenkov, YP; Wintermeyer, W; Rodnina, MV; Katunin, VI (Jan 2004). “Purine bases at position 37 of tRNA stabilize codon-anticodon interaction in the ribosomal A site by stacking and Mg2+-dependent interactions”. RNA. 10 (1): 90–101. doi:10.1261/rna.5142404. PMC 1370521. PMID 14681588.
^ Jump up to: a b Agirrezabala X, Frank J; Frank (2009). “Elongation in translation as a dynamic interaction among the ribosome, tRNA, and elongation factors EF-G and EF-Tu”. Q Rev Biophys. 42 (3): 159–200. doi:10.1017/S0033583509990060. PMC 2832932. PMID 20025795.
^ Jump up to: a b Allen GS, Zavialov A, Gursky R, Ehrenberg M, Frank J; Zavialov; Gursky; Ehrenberg; Frank (2005). “The cryo-EM structure of a translation initiation complex from Escherichia coli”. Cell. 121 (5): 703–712. doi:10.1016/j.cell.2005.03.023. PMID 15935757.
Jump up ^ WormBase web site, http://www.wormbase.org, release WS187, date 25-Jan-2008.
Jump up ^ Spieth, J; Lawson, D (Jan 2006). “Overview of gene structure”. WormBook: 1–10. doi:10.1895/wormbook.1.65.1. PMID 18023127.
Jump up ^ Hartwell LH, Hood L, Goldberg ML, Reynolds AE, Silver LM, Veres RC. (2004). Genetics: From Genes to Genomes 2nd ed. McGraw-Hill: New York, NY. p 264.
Jump up ^ Ensembl release 70 – Jan 2013 http://www.ensembl.org/Homo_sapiens/Info/StatsTable?db=core
^ Jump up to: a b Lander E.; et al. (2001). “Initial sequencing and analysis of the human genome”. Nature. 409 (6822): 860–921. doi:10.1038/35057062. PMID 11237011.
Jump up ^ Rogers Theresa E.; et al. (2012). “A Pseudo-tRNA Modulates Antibiotic Resistance in Bacillus cereus”. PLoS ONE. 7 (7): e41248. doi:10.1371/journal.pone.0041248. PMID 22815980.
^ Jump up to: a b Telonis Aristeidis G.; et al. (2014). “Nuclear and Mitochondrial tRNA-lookalikes in the Human Genome”. Frontiers in Genetics. 5: 00344. doi:10.3389/fgene.2014.00344. PMC 4189335. PMID 25339973.
Jump up ^ Ramos A.; et al. (2011). “Nuclear Insertions of Mitochondrial Origin: Database Updating and Usefulness in Cancer Studies”. Mitochondrion. 11 (6): 946–53. doi:10.1016/j.mito.2011.08.009. PMID 21907832.
Jump up ^ Ibid. p 529.
^ Jump up to: a b c Novoa, Eva Maria; Pavon-Eternod, Mariana; Pan, Tao; Ribas de Pouplana, Lluís (March 2012). “A Role for tRNA Modifications in Genome Structure and Codon Usage”. Cell. 149 (1): 202–213. doi:10.1016/j.cell.2012.01.050. PMID 22464330. Retrieved 23 November 2014.
^ Jump up to: a b c Gebetsberger Jennifer; et al. (2013). “Slicing tRNAs to boost functional ncRNA diversity”. RNA biology. 10: 1798–1806. doi:10.4161/rna.27177. PMC 3917982. PMID 24351723.
^ Jump up to: a b Shigematsu Megumi; et al. (2014). “Tranfer RNA as a source of small functional RNA”. Journal of Molecular Biology and Molecular Imaging. 1: 8.
^ Jump up to: a b Sobala Andrew; et al. (2011). “Transfer RNA-derived fragments: origins, processing, and functions”. Wiley interdisciplinary reviews. 2: 853–862. doi:10.1002/wrna.96. PMID 21976287.
Jump up ^ Keam Simon P; et al. (2015). “tRNA-Derived Fragments (tRFs): Emerging New Roles for an Ancient RNA in the Regulation of Gene Expression”. Life (Basel). 5: 1638–1651. doi:10.3390/life5041638. PMC 4695841. PMID 26703738.
^ Jump up to: a b c d e Telonis Aristeidis G; et al. (2015). “Dissecting tRNA-derived fragment complexities using personalized transcriptomes reveals novel fragment classes and unexpected dependencies”. Oncotarget. 6: 24797–822. doi:10.18632/oncotarget.4695. PMC 4694795. PMID 26325506.
^ Jump up to: a b c d Kumar Pankaj; et al. (2014). “Meta-analysis of tRNA derived RNA fragments reveals that they are evolutionarily conserved and associate with AGO proteins to recognize specific RNA targets”. BMC Biol. 12: 78. doi:10.1186/s12915-014-0078-0. PMC 4203973. PMID 25270025.
^ Jump up to: a b Honda Shozo; et al. (2015). “Sex hormone-dependent tRNA halves enhance cell proliferation in breast and prostate cancers”. Proc Natl Acad Sci USA. 112: E3816–25. doi:10.1073/pnas.1510077112. PMC 4517238. PMID 26124144.
Jump up ^ Shigematsu Megumi; et al. (2015). “tRNA-Derived Short Non-coding RNA as Interacting Partners of Argonaute Proteins”. Gene Regul Syst Bio. 9: 27–33. doi:10.4137/GRSB.S29411. PMC 4567038. PMID 26401098.
Jump up ^ Emara Mohamed M; et al. (2010). “Angiogenin-induced tRNA-derived stress-induced RNAs promote stress-induced stress granule assembly”. J Biol Chem. 285: 10959–68. doi:10.1074/jbc.M109.077560. PMC 2856301. PMID 20129916.
Jump up ^ Goodarzi Hani; et al. (2015). “Endogenous tRNA-derived fragments suppress breast cancer progression via YBX1 displacement”. Cell. 161: 790–802. doi:10.1016/j.cell.2015.02.053. PMC 4457382. PMID 25957686.
Jump up ^ Ivanov Pavel; et al. (2011). “Angiogenin-induced tRNA fragments inhibit translation initiation”. Mol Cell. 43: 613–23. doi:10.1016/j.molcel.2011.06.022. PMC 3160621. PMID 21855800.
Jump up ^ Selitsky Sara R; et al. (2015). “Small tRNA-derived RNAs are increased and more abundant than microRNAs in chronic hepatitis B and C”. Sci Rep. 5: 7675. doi:10.1038/srep07675. PMC 4286764. PMID 25567797.
Jump up ^ Sharma Upasna; et al. (2016). “Biogenesis and function of tRNA fragments during sperm maturation and fertilization in mammals”. Science. 351: 391–6. doi:10.1126/science.aad6780. PMC 4888079. PMID 26721685.
Jump up ^ Casas Eduardo; et al. (2015). “Characterization of circulating transfer RNA-derived RNA fragments in cattle”. Front Genet. 6: 271. doi:10.3389/fgene.2015.00271. PMC 4547532. PMID 26379699.
Jump up ^ Hirose Yuka; et al. (2015). “Precise mapping and dynamics of tRNA-derived fragments (tRFs) in the development of Triops cancriformis (tadpole shrimp)”. BMC Genet. 16: 83. doi:10.1186/s12863-015-0245-5. PMC 4501094. PMID 26168920.
Jump up ^ Karaiskos Spyros; et al. (2015). “Age-driven modulation of tRNA-derived fragments in Drosophila and their potential targets”. Biol Direct. 10: 51. doi:10.1186/s13062-015-0081-6. PMC 4572633. PMID 26374501.
Jump up ^ Pliatsika Venetia; et al. (2016). “MINTbase: a framework for the interactive exploration of mitochondrial and nuclear tRNA fragments”. Bioinformatics.
Jump up ^ Kumar Panjav; et al. (2014). “tRFdb: a database for transfer RNA fragments”. Nucleic Acids Res. 43: D141–D145. doi:10.1093/nar/gku1138. PMC 4383946. PMID 25392422.
Jump up ^ White RJ (1997). “Regulation of RNA polymerases I and III by the retinoblastoma protein: a mechanism for growth control?”. Trends in Biochemical Sciences. 22 (3): 77–80. doi:10.1016/S0968-0004(96)10067-0. PMID 9066256.
Jump up ^ Sharp, Stephen; Dingermann, Theodor; Söll, Dieter (1982). “The minimum intragenic sequences required for promotion of eukaryotic tRNA gene transcription” (PDF). Nucleic Acids Research. 10 (18): 5393–5406. doi:10.1093/nar/10.18.5393. PMC 320884. PMID 6924209. Retrieved 23 November 2014.
^ Jump up to: a b Dieci G, Fiorino G, Castelnuovo M, Teichmann M, Pagano A; Fiorino; Castelnuovo; Teichmann; Pagano (December 2007). “The expanding RNA polymerase III transcriptome”. Trends Genet. 23 (12): 614–22. doi:10.1016/j.tig.2007.09.001. PMID 17977614.
Jump up ^ Tocchini-Valentini, Giuseppe D.; Fruscoloni, Paolo; Tocchini-Valentini, Glauco P. (12 November 2009). “Processing of multiple-intron-containing pretRNA”. Proceedings of the National Academy of Sciences. 106 (48): 20246–20251. doi:10.1073/pnas.0911658106. PMC 2787110. PMID 19910528.
Jump up ^ Abelson J, Trotta CR, Li H; Trotta; Li (1998). “tRNA Splicing”. J Biol Chem. 273 (21): 12685–12688. doi:10.1074/jbc.273.21.12685. PMID 9582290.
^ Jump up to: a b Soma, Akiko (2014). “Circularly permuted tRNA genes: their expression and implications for their physiological relevance and development”. Frontiers in Genetics. 5. doi:10.3389/fgene.2014.00063. ISSN 1664-8021.
Jump up ^ Frank DN, Pace NR; Pace (1998). “Ribonuclease P: unity and diversity in a tRNA processing ribozyme”. Annu. Rev. Biochem. 67 (1): 153–80. doi:10.1146/annurev.biochem.67.1.153. PMID 9759486.
Jump up ^ Ceballos M, Vioque A; Vioque (2007). “tRNase Z”. Protein Pept. Lett. 14 (2): 137–45. doi:10.2174/092986607779816050. PMID 17305600.
Jump up ^ Randau L, Schröder I, Söll D; Schröder; Söll (May 2008). “Life without RNase P”. Nature. 453 (7191): 120–3. Bibcode:2008Natur.453..120R. doi:10.1038/nature06833. PMID 18451863.
Jump up ^ Weiner AM (October 2004). “tRNA maturation: RNA polymerization without a nucleic acid template”. Curr. Biol. 14 (20): R883–5. doi:10.1016/j.cub.2004.09.069. PMID 15498478.
Jump up ^ Kutay, U. .; Lipowsky, G. .; Izaurralde, E. .; Bischoff, F. .; Schwarzmaier, P. .; Hartmann, E. .; Görlich, D. . (1998). “Identification of a tRNA-Specific Nuclear Export Receptor”. Molecular Cell. 1 (3): 359–369. doi:10.1016/S1097-2765(00)80036-2. PMID 9660920.
Jump up ^ Arts, G. J.; Fornerod, M. .; Mattaj, L. W. (1998). “Identification of a nuclear export receptor for tRNA”. Current Biology. 8 (6): 305–314. doi:10.1016/S0960-9822(98)70130-7. PMID 9512417.
Jump up ^ Arts, G. -J.; Kuersten, S.; Romby, P.; Ehresmann, B.; Mattaj, I. W. (1998). “The role of exportin-t in selective nuclear export of mature tRNAs”. The EMBO Journal. 17 (24): 7430–7441. doi:10.1093/emboj/17.24.7430. PMC 1171087. PMID 9857198.
Jump up ^ Yoshihisa, T.; Yunoki-Esaki, K.; Ohshima, C.; Tanaka, N.; Endo, T. (2003). “Possibility of cytoplasmic pre-tRNA splicing: the yeast tRNA splicing endonuclease mainly localizes on the mitochondria”. Molecular Biology of the Cell. 14 (8): 3266–3279. doi:10.1091/mbc.E02-11-0757. PMC 181566. PMID 12925762.
Jump up ^ Brian F.C. Clark (October 2006). “The crystal structure of tRNA” (PDF). J. Biosci. 31 (4): 453–7. doi:10.1007/BF02705184. PMID 17206065.
Jump up ^ HOLLEY RW; APGAR J; EVERETT GA; et al. (March 1965). “STRUCTURE OF A RIBONUCLEIC ACID”. Science. 147 (3664): 1462–5. Bibcode:1965Sci…147.1462H. doi:10.1126/science.147.3664.1462. PMID 14263761. Retrieved 2010-09-03.
Jump up ^ http://www.nytimes.com/1991/07/04/obituaries/robert-m-bock-67-biologist-and-a-dean.html
Jump up ^ “The Nobel Prize in Physiology or Medicine 1968”. Nobel Foundation. Retrieved 2007-07-28.
Jump up ^ Ladner JE; Jack A; Robertus JD; et al. (November 1975). “Structure of yeast phenylalanine transfer RNA at 2.5 A resolution”. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 72 (11): 4414–8. Bibcode:1975PNAS…72.4414L. doi:10.1073/pnas.72.11.4414. PMC 388732. PMID 1105583.
Jump up ^ Kim SH; Quigley GJ; Suddath FL; et al. (1973). “Three-dimensional structure of yeast phenylalanine transfer RNA: folding of the polynucleotide chain”. Science. 179 (4070): 285–8.

اسم المترجم: رنا احمد هروط

تعليق ١

  • بارك الله فيكم معلومات قيمة []
    برجاء تفعيل أيقونة التنزيل إن أمكن

آخر المقالات