کشف ریز RNA و نقش آن در تنظیم پس از رونویسی ژن‌ها
مقدمه
miRNA ها دسته ای از RNA های غیر کد کننده هستند که دارای نقش مهمی در تنظیم بیان ژن می باشند. اینRNA های غیر کد کننده کوچک به طور متوسط 22 نوکلئوتید طول دارند. اکثر miRNA ها از توالی های DNA به miRNA های اولیه (pre-miRNA) رونویسی می شوند و به miRNA های پیش ساز (pre-miRNA) و miRNA های بالغ پردازش می شوند. در اکثر موارد، miRNA ها با UTR 3 mRNA هدف برای سرکوب بیان تعامل دارند. با این حال، تعامل miRNA ها با سایر مناطق، از جمله UTR 5’، توالی کد کننده و پروموترهای ژن نیز گزارش شده است. علاوه بر این، miRNA ها نشان داده اند که بیان ژن را تحت شرایط خاصی فعال می کنند. مطالعات اخیر نشان داده‌اند که miRNAها بین بخش‌های مختلف درون سلولی جابه‌جا می‌شوند تا سرعت ترجمه و حتی رونویسی را کنترل کنند.
تاریخچه:
کشف اولین microRNA (miRNA)، lin-4، در سال 1993 توسط گروه های Ambros و Ruvkun در Caenorhabditis elegans حوزه زیست شناسی مولکولی را متحول کرد.
در دهه 1980، آمبروس(Ambros) و روکون (Ruvkun) هر دو به عنوان همکاران فوق دکترا در آزمایشگاه رابرت هورویتز کار می کردند. آنها یک کرم گرد به نام Caenorhabditis elegans که به عنوان یک ارگانیسم مدل برای نشان دادن چگونگی تبدیل سلول ها و بافت ها به حیوان استفاده می شود را مرد مطالعه قرار دادند. به طور خاص، این زوج تحقیقاتی را روی کرم‌هایی انجام دادند که جهش‌های خاصی را در DNA خود داشتند که منجر به رشد غیرعادی آنها می شد. به نظر می رسید ژنی به نام lin-4 به نوعی مانع از بیان ژن دیگری به نام lin-14 می شود. این دو دانشمند پس از ترک آزمایشگاه به تحقیقات خود ادامه دادند و متوجه شدند که lin-4 یک RNA کدکننده پروتئین نیست، بلکه در واقع یک RNA کوچک غیر کدکننده است . آنها همچنین دریافتند که lin-14 در مراحل پس از رونویسی از طریق ناحیه 3’UTR کاهش می یابد و اینکه lin-4 توالی مکمل با ناحیه 3’UTRدر lin-14 دارد. بنابراین، آنها عنوان کردند که lin-4، lin-14 را در سطح پس از رونویسی تنظیم می کند. بنابراین lin-4 می تواند از ساخت پروتئین lin-14 جلوگیری کند و روش جدیدی برای روشن و خاموش کردن ژن ها در داخل سلول ها ارائه می دهد. بنظر عجیب و غریب بود تا تا 7 سال بعد، زمانی که روکون یک میکروRNA دیگر به نام let-7 را کشف کرد که برخلاف میکروRNA lin-4، به طور گسترده در موجودات در سراسر قلمرو حیوانات یافت شد.
بنابراین ، پس از سالها جایزه نوبل در فیزیولوژی یا پزشکی به دلیل کشف microRNA و نقش آنها در تنظیم بیان ژن پس از رونویسی به این دو دانشمند یعنی Victor Ambros و Gary Ruvkun اهدا شد.
مکانیسم های تنظیم ژن با واسطه miRNA :
ترجمه Mrna یک فرآیند سلولی دقیق در طول رشد و نمو می باشد بنابراین حفظ فرآیندهای فیزیولوژیکی در سلول ضروری می باشد.
کنترل ترجمه نقش اصلی را در تنظیم بیان ژن ایفا می کند که miRNA در این تنظیم نقش دارد. اکثر مطالعات تا به امروز نشان داده اند که miRNA ها به یک توالی خاص در ‘ UTR 3 مربوط به mRNA های هدف خود متصل می شوند .
اتصال miRNA به این توالی می تواند منجر به مهار ترجمه یا تخریب Mrna بشود.
سایت‌های اتصال miRNA نیز در سایر مناطق mRNA از جمله 5’UTR و توالی کدکننده و همچنین در نواحی پروموتر شناسایی شده‌اند.
