الجين الذي يتتبع عدد مرات صنعه في البروتين

تكبير / ريبوسوم في بعض الأحيان تتجاهل أحد هذه. نواراثسي عين / فليكر

وكان الناس في مختبر بارانوف في مقاطعة كورك ، أيرلندا ، فقط مراجعة البيانات القديمة التي كانت موجودة حولها – كما تعلم ، كما يفعل المرء ظهر بطيء وممل – ولاحظوا شيئًا غريبًا. ال وكانت المجمعات داخل الخلية التي تترجم الحمض النووي الريبي إلى بروتينات تتراكم في نهاية الحمض النووي الريبي ، منذ فترة طويلة الجزء الذي يشفر البروتين.

الريبوسومات والرمز الوراثي

العديد من الجينات الموجودة في الحمض النووي لدينا تشفر البروتينات. لكن ال عملية ترجمة الحمض النووي إلى بروتين تمر عبر الحمض النووي الريبي وسيطة. تتم قراءة هذا الحمض النووي الريبي (RNA ) بواسطة مجمع يسمى الريبوسوم ، الذي يتعرف على المعلومات الموجودة في الحمض النووي الريبي ويستخدمه لإنشاء سلسلة من الأحماض الأمينية في ترتيب معين – البروتين المشفر بواسطة الجين. لذلك تلعب الريبوسومات دورًا مهمًا في نشاط الجينات.

لمعرفة المزيد عن هذا الدور ، كان تحديد ملامح الريبوسوم وضعت في عام 2009. لأنها تتيح للباحثين تحديد أي الرنا في يتم ترجمة خلية معينة عن طريق عزل تلك الرناوات فقط مع الريبوسومات المرفقة. كما يسمح لهم لتقييم النسبية المستويات التي يتم فيها ترجمة مناطق مختلفة من الحمض النووي الريبي. مختبر الجينوم في بارانوف متصفح الجينوم المتقدمة للعرض بيانات التنميط الريبوسوم في عام 2014.

عندما تترجم الريبوسومات جزيء الحمض النووي الريبي إلى بروتين ، فإنها تتحرك على طول الحمض النووي الريبي وإضافة حمض أميني واحد في وقت واحد إلى النمو البروتين كما يذهبون. عندما ضربوا إشارة توقف في الحمض النووي الريبي ، و يتم البروتين. لكن هؤلاء العلماء في أيرلندا رأوا بعض الريبوسومات الحرث من خلال إشارة التوقف للنص ل جين معين ، أسفل ذيل الحمض النووي الريبي ، ويستمر حتى ضربوا إشارة التوقف التالية.

لمعرفة ما كان يحدث ، أخرج الباحثون الأول وقف إشارة. عادة كل من الريبوسومات يجب أن تذهب مباشرة إلى الثانية ، بدلا من بعض منهم فقط. بدلا من ذلك ، لا مزيد من البروتين تم صنعه من الجين. وخلصوا إلى أن ترجمة الذيل المنطقة تعمل على إيقاف نشاط هذا الجين.

أظهرت التجارب المختلفة أن ترجمة منطقة الذيل لم يقلل من استقرار البروتين AMD1 ، أو يسبب ذلك ل أن تتحلل ، أو تسبب في إخراجها من الخلية. بدلا من ذلك ، هم تشير إلى أنه ، في بعض الأحيان ، قراءة الريبوسومات العشوائية من خلال الماضي إشارة التوقف الأولى ، وضربوا المرحلة التالية ، وكومة الريبوسومات فوق. بمجرد وجود ما يكفي ، فإن الريبوسومات تعرقل جسديا ترجمة الحمض النووي الريبي كله.

الترجمة والذاكرة

والنتيجة هي أن الحد الأقصى لعدد البروتينات المنتجة من واحدة من هذه الجزيئات الحمض النووي الريبي سيكون يتناسب مع عدد الريبوسومات التي قرأته. أنه في بدوره ، يتناسب مع عدد البروتينات التي بذلت منه.

الحمض النووي الريبي في السؤال يأتي من الجين AMD1 ، الذي يشفر انزيم مهم في تكاثر الخلايا ، والخلايا الجذعية الجنينية التجديد ، وتطوير الخلايا العصبية. خلل التنظيم يمكن أن يؤدي إلى الأورام ، لذلك هو تحت سيطرة متعدية ضيقة ؛ RNAمصنوع من هذا الجين نصف عمر أقل من ساعة ، لذلك يتم تحديد مستويات البروتين بشكل رئيسي عن طريق سرعة البروتين ترجمت خلال ذلك الوقت.

قد يوفر هذا المماطلة الريبوسوم طبقة جديدة من التنظيم ، الحد من عدد جزيئات AMD1 التي يمكن توليدها من كل الحمض النووي الريبي. لأنه مرتبط بعدد الريبوسومات التي تعبرها النص ، سيكون فقط إذا كانت الترجمة عالية جدًا. قد تكون المستويات العالية من الترجمة مشكلة بالنسبة لبروتين مثل هذا. ربما من المهم ، لأن نفس الريبوسوم تتراكم شوهد في الفئران والجرذان والأسماك والضفادع ، ويذهب ذيل مرنا العودة على الأقل إلى الجد من الفقاريات.

ووجد الباحثون أيضًا رناوات أخرى تحتوي على ريبوسومات مكدسة حتى عند إشارة التوقف فقط الماضي الذي يستخدم عادة. هذا سيكون رائعًا إذا كشفوا عن وضع جديد لـ تنظيم العملية التي اعتقدنا بالفعل أننا نعرف الكثير حول.

Nature ، 2018. DOI: 10.1038 / nature25174 (حول DOIs).