الإضعاف :التوقف المبكر للاستنساخ (Attenuation: the premature termination of transcription) |
![]() ![]() |
أقرأ أيضاً
التاريخ: 16-8-2020
![]()
التاريخ: 10-3-2021
![]()
التاريخ: 10-12-2015
![]()
التاريخ: 5-10-2018
![]() |
بالإضافة إلى وجود تنظيم بين السيطرة الموجبة والسالبة على بدء الاستنساخ في نظام الأوبرون، تمتلك بعض أنواع الأوبرون مستوى إضافي من السيطرة والذي يؤثر على استمرارية الاستنساخ بدلا من التأثير على ابتداءه. وفي الإضعاف أو التضعيف (attenuation) يبدأ الاستنساخ عند موقع البدء start site، ولكن يحدث الإنهاء مبكرا وحتى قبل أن يصل إنزيم RNA polymerase إلى الجينات التركيبية. يحدث التضعيف في عدة أنواع من الأوبرون والتي تشفر للإنزيمات المشاركة في التخليق الحيوي للأحماض الأمينية. يمكن لنا فهم عملية الإضعاف بصورة أسهل وذلك بالنظر إلى الأمثلة المدروسة بشكل كبير، كما في أوبرون التربتوفان. بينت العديد من الدراسات التي أجريت في السبعينيات من القرن المنصرم من قبل Charles Yanofsky وجماعته بأن كبح الموقع المشغل هي ليست الطريقة الوحيدة لتنظيم كابح التربتوفان .قام الباحثين بعزل سلسلة من الطافرات التي تمتلك حذوفات deletions للمنطقة المستنسخة من الأوبرون. تبدي بعض من تلك الطافرات مستويات متزايدة من الاستنساخ، مع ذلك، لا تتأثر السيطرة على موقع المشغل علاوة على ذلك، لاحظ الباحثون استنساخ جزيئتان من الـ mRNA بأحجام مختلفة من أوبرون التربتوفان يحتوي تسلسل الـ mRNA على الجينات التركيبية و mRNA أصغر يتكون من 140 نيوكليوتيدة فقط. قادت هذه الملاحظات Yanofsky إلى افتراض آلية أخرى - والتي تتسبب بالإيقاف المبكر أو premature termination للاستنساخ . والذي ينظم الاستنساخ في أوبرون التربتوفان.
اكتشف الفحص المفصل لأوبرون اللاكتوز بوجود منطقة تتألف من 162 نيوكليوتيدة والتي تطابق المنطقة 5-UTR من جزيئة الـ mRNA (المذكور في البداية) المستنسخة من أوبرون التربتوفان (شكل a1) تحتوي منطقة 5-UTR (والمعروفة أيضاً بالقائد) على أربعة مناطق: منطقة 1 وهي مكملة للمنطقة 2 ، منطقة 2 وهي مكملة للمنطقة 3، والمنطقة 3 وهي مكملة للمنطقة 4 .إن وجود صفة التكامل بين تلك المناطق تسمح للمنطقة 5-UTR بالانطواء إلى تركيبان ثانويان معروفان (شكل b1). افترض الباحثون حدوث ظاهرة الإضعاف في مثل هذا التركيب الثانوي.
أن أحد هذه التركيبات الثانوية تحتوي على تركيب يشبه دبوس الشعر نتج عن الازدواج القاعدي بين المنطقة 1 و 2 و دبوس شعر آخر نتج عن الازدواج القاعدي بين المنطقة رقم 3 و 4 .لاحظ وجود حبل من نيوكليتيدات اليوراسيل تتبع دبوس الشعر الناتج عن الازدواج القاعدي بين المنطقة 3 و 4 وبشكل غير متزامن، يحتوي تركيب المنهي البكتيري الفعلي على دبوس الشعر المتبوع بحبل من نيوكليوتيدات اليوراسيل: هذا التركيب الثانوي في منطقة 5-UTR في أوبرون اللاكتوز هو المنهي حقيقة ويدعى بالمضعف attenuator. وعندما تكون المستويات الخلوية للتربتوفان عالية، تزدوج المنطقة 3 و 4 للازدواج القاعدي لمنطقة 5-UTR ، منتجاً تركيباً يدعى بتركيب المضعف attenuator structure، يسبب هذا الازدواج القاعدي إنهاء الاستنساخ قبل استنساخ جينات التربتوفان التركيبية. ينتج التركيب الثانوي البديل لمنطقة 5-UTR بواسطة الازدواج القاعدي بين منطقة رقم 2 ومنطقة رقم 3 (شكل b 1).
ينتج هذا الازدواج القاعدي بين دبوس الشعر، ولكن هذا الدبوس لا يتبع بحبل نيوكليوتيدات اليوراسيل :ولهذا لا يعمل هذا التركيب كمنهي .عندما تكون المستويات الخلوية للتربتوفان واطئة، تزدوج منطقة رقم 2 ومنطقة رقم 3 ولا ينتهي استنساخ الجينات التركيبية للتربتوفان. يستمر إنزيم RNA polymerase بعد منطقة 5-UTR إلى القسم المشفر للجينات التركيبية، وينتج الإنزيم الذي يخلق التربتوفان وبما أن تركيب منطقة 3-2 يمنع إنهاء الاستنساخ، لذا يطلق عليه بمضاد الإنهاء antiterminator. وهذا يعني قدرة منطقة 5-UTR الالتفاف إلى أحدى التركيبين .عندما يكون مستوى التربتوفان عالياً يتكون تركيب 4-3 وينتهي الاستنساخ ضمن منطقة 5-UTR، ولا يخلق تربتوفان إضافي. وعندما يكون التربتوفان واطئا، يتكون تركيب 3-2 ويستمر الاستنساخ خلال الجينات التركيبية ويخلق التربتوفان. السؤال المحوري إذن، لم يزداد تكوين تركيب 4-3 عندما يكون تركيب التربتوفان عالياً بينما يزداد تكوين تركيب 3-2 عندما يكون التربتوفان واطنا ؟
للإجابة على هذا السؤال يجب أن ننظر بشكل أقرب إلى التسلسل النيوكليوتيدي لمنطقة 5-UTR. وعند النهاية 5' ، قبل المنطقة رقم 1 ،موقع يدعى بموقع ارتباط الرايبوسوم ribosome binding site .تشفر المنطقة رقم 1 لبروتين صغير معين (شكل b 1). ضمن التسلسل المشفر لهذا البروتين يوجد هنالك اثنان من الكودونات من نوع UGG، والتي تشفر للحامض الأميني تربتوفان، ولهذا يعد التربتوفان ضرورياً لترجمة تسلسل منطقة 5-UTR .هذا ولم يتم عزل البروتين المشفر من قبل منطقة 5-UTR ويفترض بأنه غير ثابت .ويبدو أن وظيفته هي السيطرة على التضعيف. وعلى الرغم من ملاحظة إن منطقة 5-UTR لم تترجم إلى بروتين، تتعرض أوبرونات منطقة 5-UTR إلى التضعيف وهي استثناء لتلك القاعدة. يتم تنظيم تكوين دبوسات الشعر في منطقة 5-UTR لأوبرون التربتوفان وذلك بتداخل كل من الاستنساخ والترجمة والحادثة قرب النهاية 5' لجزيئة الـ mRNA .
الشكل (1) تركيب المضعف في أوبرون التربتوفان (a) تركيب المنطقة الغير قابلة للترجمة الواقعة قبل الجينات التركيبية لأوبرون التربتوفان (b) تكوين اثنان من المركبات الثانوية بواسطة منطقة 5-UTR لجزيئة mRNA المستنسخة من أوبرون التربتوفان، فعندما يرتفع مستوى التربتوفان تزدوج المنطقة رقم 3 مع المنطقة رقم 4 وهذا التركيب ينهي الاستنساخ ، بينما عندما يكون مستوى التربتوفان منخفضاً تزدوج المنطقة رقم 2 مع المنطقة رقم 3 وهذا التركيب لا ينهي الاستنساخ (تصميم المؤلف).
|
|
ليس التفاح.. أطباء يكشفون فاكهة تبقيك بعيدا عن الاكتئاب
|
|
|
|
|
إيلون ماسك يعلن تعرض منصة "إكس" لهجوم سيبراني "ضخم"
|
|
|
|
|
العتبة العباسية تنشر لافتات احتفائية بذكرى ولادة الإمام الحسن (عليه السلام)
|
|
|